Vật liệu nhựa in 3D (Những điều cần biết)

1. Vật liệu nhựa in 3D là gì?
2. Những loại nhựa in 3D phổ biến
   1. Những loại nhựa thường được sử dụng để in 3D
3. Những dấu hiệu khi sử dụng vật liệu in 3D kém chất lượng
   1. Nhựa in3D bị dòn hoặc đường kính sợi nhựa không đồng nhất
   2. Có cặn trong sợi nhựa
   3. Xuất hiện rỗ khí trên sản phẩm in3d
   4. Đầu đùn vẫn bị nghẹt mà không phát hiện vật thể bất thường trong sợi nhựa
   5. Sợi nhựa bị đứt đột ngột 

Vật liệu nhựa in 3D là gì?

Nhựa in 3D là vật liệu để bồi đắp lên mô hình sản phẩm bằng những công nghệ in 3D thông qua sự hỗ trợ của máy in 3D và các phần mềm kỹ thuật. Có rất nhiều các loại vật liệu khác nhau tùy thuộc vào nhu cầu và phương pháp công nghệ để có thể đưa ra sự lựa chọn, vật liêu in 3D là yếu tố quan trọng để cấy thành lên sản phẩm (chất lượng, độ bền, độ cứng, độ thẩm mỹ,….)

Những loại nhựa in 3D phổ biến

Vật liệu in3d có tới 25 loại từ nhựa PLA thông dụng, tới các loại nhựa nhiệt dẻo để làm sản phẩm có tính đàn hồi như vỏ giày, xích xe tăng, băng tải,.. Rồi tới nhựa kỹ thuật POM, Acrylic. Về mỹ thuật sẽ có các dòng vật liệu chuyên cho giả gỗ, thép, đồng,.. và cả vật liệu thay đổi màu sắc khi chiếu ánh sáng vào, rồi vật liệu phản quang,.

Tên của 25 loại nhựa: PLA, ABS, PETG (PET, PETT), Nylon, TPE, TPU, TPC (Flexible), PC (Polycarbonate), Exotic and Recreational Types of 3D Printer Filament, Wood, Metal, Biodegradable (bioFila), Conductive, Glow-in-the-Dark, Magnetic, Color-Changing, Clay/Ceramic, Professional Types of 3D Printer Filament, Carbon Fiber, PC / ABS, HIPS, PVA, Wax (MOLDLAY), ASA, PP, Acetal (POM), PMMA (Acrylic), Cleaning, FPE

Những loại nhựa thường được sử dụng để in 3D

Nhựa PLA

Đây được xem là nhựa phổ biến nhất cho các dòng máy gia đình vì không độc, dễ in và không có mùi. Được làm từ bột bắp (nhưng cũng có thể tìm thấy giống mía và khoai mì), làm cho nó có thể phân hủy sinh học. Đây là một vật liệu dễ dàng để in 3D. Ngoài ra, PLA phát ra một mùi thơm ngọt ngào dễ chịu khi được làm nóng. Vì lý do này, nhiều người thích nó hơn ABS. Hơn nữa, nó là một vật liệu in 3D phù hợp cho tiếp xúc với thực phẩm (tuy nhiên, PET là lựa chọn số một) và nó co lại ít hơn so với ABS khi làm mát. Về nhược điểm, PLA kém bền hơn so với ABS và dễ bị nóng. Vì vậy, đối với các bộ phận cần cho các mục đích kỹ thuật, tốt hơn nên dùng ABS. PLA có nhiều màu sắc. Ngoài ra, có thể tạo cho nó vẻ ngoài của gỗ hoặc kim loại. Giống như sợi nhựa ABS

Ứng dụng: Mô hình khái niệm, Dự án DIY, Dự án DIY Mô hình chức năng, Sản xuất

Thông số nhựa

• Độ cứng: Cao , Độ dẻo : Kém và độ bền : Trung bình
• Nhiệt độ in: 180-230 độ, thường chọn chuẩn là 200 độ
• Nhiệt độ bàn gia nhiệt : 20-60 độ ( nhưng không cần thiết lắm)
• Độ co ngót khi nguội: Ít
• An toàn cho mảng thực phẩm
• Nhựa PLA chịu nhiệt kém do đó sản phẩm in không nên dùng trong môi trường trên 60 độ
• Ứng dụng của nhựa PLA: In hộp đựng, in chi tiết chịu mòn kém, in đồ chơi, in mô hình

Nhựa ABS

Đây là loại nhựa thông dụng thứ 2, được dùng khi sản xuất các chi tiết chịu nhiệt, chịu lực và thường in trong môi trường kín, không có con người . Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) là vật liệu phổ biến trong các sản phẩm dân dụng và công nghiệp như đồ chơi lego, mũ bảo hiểm, cơ tính khá tốt bù lại in sẽ khó hơn do nhiệt độ cao, độ co ngót lớn ( dễ nứt), và nặng mùi, hơi độc

Thuộc tính nhựa

• Độ cứng : cao, độ bền : cao, độ đàn hồi: trung bình
• ĐỘ khó khi in: Trung bình
• Nhiệt độ in: 210 – 250 độ
• Nhiệt độ bàn gia nhiệt : 80-110 độ
• Dung môi xử lý: aceton, eston
• Không an toàn cho ứng dụng trong đồ dùng thực phẩm
• Ứng dụng: hộp đựng tay nghe, đồ chơi chịu mòn, tay cầm dụng cụ, các bộ phận xe cộ, và vỏ hộp điện

Vật liệu PEEK

PEEK là một trong những vật liệu in 3D được thiết kế cho các bộ phận hiệu suất cao. Nhựa này có khả năng chịu ứng suất, nhiệt độ và hóa chất cao. Nhưng đó không phải là tất cả, các bộ phận được chế tạo từ PEEK có thể tiếp xúc với bức xạ tia X và gamma. Mặc dù khá cứng nhưng vật liệu này dễ chế tạo. Tuy nhiên, điều hấp dẫn về khả năng chịu nhiệt độ là máy in 3D của bạn phải nóng tới 400 ° C để đùn loại vật liệu này – nên in với một dịch vụ in 3D chuyên nghiệp. Bên cạnh mức giá cao, đây có thể là điều không nên đối với bạn vì những lo ngại về an toàn. Nhờ các đặc tính tuyệt vời của chúng, vật liệu in 3D PEEK được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe nhất mà ngành công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ, hóa chất và y tế có thể tập hợp được. Điều đó bao gồm các dụng cụ y tế mà còn các thành phần bán dẫn.

• Công nghệ in: FDM, SLS
• Ứng dụng: Sản xuất (ngành công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ, hóa chất và y tế)
• Đặc tính: Tương thích sinh học, Độ bền cao, Chịu nhiệt, Cứng.

Vật liệu PET

Tiếp theo trong hướng dẫn vật liệu in 3D của chúng tôi là PET – chai nước làm bằng vật liệu này Vật liệu này là sự thay thế thứ hai cho ABS. Không giống như ABS, PET không phát ra mùi hôi khi nóng chảy nhưng nó cũng cứng và linh hoạt. Quan trọng hơn, PET không yêu cầu bàn nóng. Vật liệu này có bề mặt bóng và an toàn thực phẩm khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến cho nhiều sản phẩm tiêu dùng. Lưu trữ vật liệu PET trong túi chân không hoặc hộp đựng để chống ẩm.

• Ứng dụng: Dự án DIY, Sản xuất, Mô hình chức năng
• Công nghệ in: FDM

Vật liệu PETG ( (PET, PETT)

Polyethylene terephthalate (PET) là vật liệu thông dụng trên thế giới, thường thấy ở các chai lọ, thậm chí người ta còn gọi là chai PET ( lavie, chai nước ngọt,..) và cũng xuất hiện trong các sợi vải, và đồ chứa thực phẩm. Người ta không dùng vật liệu PET thô để in3d trực tiếp mà qua xử lý gọi là PETG

Chữ G phía sau PET là “glycol-modified”, là sợi nhựa đã được làm trong hơn, ít bị giòn, và quan trọng hơn là dễ sử dụng. Đây cũng là lý do mà PETG có thuộc tính nằm giữa PLA và ABS. Dẻo và bền hơn PLA nhưng dễ in hơn ABS

PETG là một biến thể của PET đã được kết hợp với glycol để đạt được một số hiệu ứng mong muốn cho in 3D như độ trong suốt cao. Hơn nữa, vật liệu in 3D PETG có thể được in ở nhiệt độ thấp hơn trong khi tăng tốc độ làm nóng của nó (lên đến 100 mm / giây) từ đó chuyển thành các bản in nhanh hơn. Các thành phần của PETG chịu được thời tiết và do đó thường được sử dụng cho các thiết bị làm vườn. Một điểm đáng chú ý khác là nó được sử dụng làm vật liệu in 3D an toàn thực phẩm cho các thùng chứa, vv Khi sử dụng để in 3D tại nhà, hãy lưu trữ vật liệu này trong túi chân không hoặc hộp đựng để chống ẩm.

• Ứng dụng: Mô hình ý tưởng, Dự án DIY, Mô hình chức năng, Sản xuất
• Công nghệ in: FDM

Một số lưu ý khi sử dụng vật liệu PETG

1. Vật liệu hấp thụ độ ẩm nên cần bảo quản tốt trong cả quá trình in
2. Vật liệu có độ dẻo nên khó khăn khi dựng support, bù lại bám dính bàn khá tốt
3. Giòn nên chi tiết dễ xước hơn ABS

Thông số vật liệu PETG

• Độ cứng: Cao, độ dẻo: Trung bình, Độ bền : cao
• Dễ in
• Nhiệt độ in: 220-250 độ
• Nhiệt độ bàn in: 50-70 độ
• Co ngót, vênh: Ít
• Dung môi xử lý: không cần
• An toàn cho đồ đựng thực phẩm
• Ứng dụng: Dùng làm các bộ phận bảo vệ, bộ phận cơ khí, các sản phẩm chịu lực thay đổi

Metal / Plastic Filament

Tất cả các sợi nhựa của Metal Metal được bán trên thị trường thực sự là nhựa nhiệt dẻo được trộn với một lượng kim loại thấp. Những vật liệu in 3D này cho phép bạn in các thành phần in 3D có đặc tính quang học của kim loại in 3D. Ngoài ra, sợi nhựa kim loại-nhựa nặng hơn các loại nhựa nhiệt dẻo khác. Vật liệu in 3D tổng hợp phổ biến bao gồm đồng, thép và sắt. Xin lưu ý rằng các bộ phận được in 3D của bạn sẽ yêu cầu xử lý hậu kỳ để có được diện mạo kim loại mong muốn.

• Công nghệ: FDM
• Tính chất: Hoàn thiện kim loại
• Ứng dụng: Nghệ thuật

HIPS

Tiếp theo trong hướng dẫn vật liệu in 3D của chúng tôi là HIPS. HIPS có hai ứng dụng: Nó thường được sử dụng làm vật liệu hỗ trợ trong in ấn FDM và SLA. Khi nó hòa tan trong Limonene, một hóa chất gây kích ứng da. Do hai tính năng chia sẻ tương tự nhau, HIPS hoạt động tốt nhất khi được sử dụng cùng với ABS. Nhưng, như cái tên High-Impact Polystyrene, HIPS cũng là một vật liệu cực kỳ bền, phù hợp cho việc vận chuyển container hoặc các ứng dụng khác đòi hỏi khả năng chống va đập cao. Lưu ý rằng HIPS tạo khói khi in, vì vậy hãy điều hòa không khí trong phòng khi sử dụng vật liệu này trên máy in cá nhân. Giống như nhiều vật liệu in 3D khác, nó dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường – lưu trữ trong hộp hoặc túi kín khí.

• Công nghệ: FDM, SLA
• Đặc tính: Hòa tan, Độ bền cao
• Ứng dụng: Dự án DIY, Tài liệu hỗ trợ, Vận chuyển container

Conductive

Một bổ sung tương đối mới trên thị trường sợi nhựa, vật liệu in 3D dẫn điện cho phép nhiều cơ hội thiết kế mới thú vị cho cộng đồng nhà sản xuất. Vật liệu tuyệt đẹp này có thể được sử dụng để tạo cảm biến cảm ứng trong các ứng dụng yêu cầu các thiết bị giao diện như miếng lót chơi game và máy MIDI. Các dự án sản xuất khác bao gồm dẫn điện trong các thiết bị điện tử có thể đeo và tạo giao diện giữa các máy tính, bo mạch Arduino và các thành phần khác để xây dựng các dự án DIY phức tạp. Sợi nhựa máy in 3D dẫn điện thường dựa trên nhựa PLA hoặc nhựa ABS. Một trong số đó mang lại lợi ích và vấn đề của các tài liệu ban đầu để bảng. ABS dẫn điện mạnh hơn và chịu nhiệt tốt hơn so với biến thể PLA, nhưng nó đi kèm với các vấn đề xuất hiện khói tương tự như ABS bình thường.

• Công nghệ : FDM
• Thuộc tính : Dẫn điện
• Ứng dụng : Dự án DIY

Alumide

Alumide là một biến thể của nylon đã được kết hợp với các hạt nhôm. Về độ bền và tính chất vật lý, vật liệu này rất giống với nylon. Sự khác biệt được tìm thấy trong bề mặt, độ bền và dẻo. Các thành phần được in bằng Alumide có độ chính xác kích thước tuyệt vời, rất cứng và phù hợp để sử dụng lâu dài. Alumide và các vật liệu in 3D tương tự rất phù hợp cho các kỹ thuật xử lý hậu kỳ khác nhau như đánh bóng hoặc sơn.

• Công nghệ: SLS
• Đặc tính: Bền, Chịu nhiệt, Độ phân giải cao
• Ứng dụng: Dự án DIY, Nguyên mẫu chức năng, Sản xuất

Vật liệu Nylon

Được xem là vật liệu poylmer tổng hợp được dùng trong khá nhiều ngành công nghiệp, và là vật liệu tốt trong thế giới in3D. So với các loại nhựa khác, thì nó là số 1 về độ đồng nhất giữa bền, dẻo và cứng. Các tính chất vật lý tương tự như PETG.

Với sự linh hoạt và sức mạnh của nó, Nylon là lựa chọn hàng đầu cho một loạt các ứng dụng từ kỹ thuật đến nghệ thuật. Thông thường, nó được gọi đơn giản là gỗ trắng – đây là mặt hàng chủ lực trong số những sản phẩm khác trong hướng dẫn về vật liệu in 3D này! Bản in nylon có bề mặt nhám có thể được đánh bóng mịn. Trong số các sợi FDM, liên kết lớp của nylon mạnh hơn tất cả các loại khác làm cho nó trở thành vật liệu in 3D lý tưởng cho các bộ phận đòi hỏi độ dẻo và độ bền cơ học tốt. Giống như các loại nhựa nhiệt dẻo khác, Nylon phân hủy từ độ ẩm trong không khí xung quanh – nếu bạn muốn sử dụng nó để in 3D tại nhà, tốt hơn nên lưu trữ nó trong các hộp hoặc túi kín khí.

• Công nghệ in: FDM, SLS
• Đặc tính: Bề mặt chắc chắn, mịn màng (được đánh bóng), hơi linh hoạt, kháng hóa chất
• Ứng dụng: Mô hình khái niệm, Mô hình chức năng, Ứng dụng y tế, Dụng cụ, Nghệ thuật

Thuộc tính nhựa in Nylon

• Độ cứng: Cao, Độ dẻo : Cao, ĐỘ bền : Cao
• Độ khó khi dùng: Trung bình
• Nhiệt độ in: 240-260 độ
• Nhiệt độ bàn in: 70-100 độ
• Dung môi: Không
• Có thể dùng trong đồ dùng thực phẩm

Nhựa TPE, TPU và TPC ( Nhựa nhiệt dẻo)

TPE gọi là nhựa nhiệt dẻo có tính chất tương tự như cao su, giúp chúng cực kỳ dẻo và bền. Chẳng hạn, TPE dễ thấy trên các bộ phận xe ô tô, thiết bị gia đình và y tế.

Nhựa TPE có khá nhiều tính chất mà PLA và ABS không có được, bù lại nhựa này khá là khó in. Thermoplastic polyurethane (TPU) cũng là một loại của TPE, và nó phổ biến hơn TPE trong công nghệ in3D. SO với TPE thì TPU có độ đặc, cứng cao hơn, giúp chúng dễ in. Đồng thời nhựa này bền hơn, và độ dẻo tốt hơn khi nguội.

Thermoplastic copolyester (TPC) cũng là một loại của TPE, dù nó không được sử dụng phổ biến như sợi nhựa TPU nhưng bù lại nó được ưu tiên trong các sản phẩm liên quan tới hóa chất, chịu nhiệt ( tới 150 độ) và chống tia UV.

Thuộc tính nhựa nhiệt dẻo

• Độ cứng: Trung bình, Độ dẻo: Rất cao, Độ bền: Rất cao
• Độ khó: Trung bình ( TPE, TPC): Thấp TPU
• Nhiệt độ in : 210 – 230 độ C
• Nhiệt độ bàn in: 30-60 độ ( nhưng không cần thiết)
• Độ co, vênh: Ít
• Dung môi xử lý: không cần
• Không an toàn cho ngành thực phẩm
• Ứng dụng: Nhựa TPE hoặc TPU được dùng để tạo ra các chi tiết chịu mài mòn nhiều, cần độ dẻo, uốn, kéo, nén như đồ chơi, vỏ điện thoại, hoặc dây đeo. TPC cũng tương tự nhưng được dùng môi trường khắc nghiệt hơn, như ngoài trời

Những dấu hiệu khi sử dụng vật liệu in 3D kém chất lượng

Nhựa in3D bị dòn hoặc đường kính sợi nhựa không đồng nhất

Đây là vấn đề thường gặp nhất, gây ra gãy nhựa, nứt nhựa làm việc đùn nhựa không tốt, nhựa ra không đều, gây độ nhám lớn. Thứ hai là gây kẹt nhựa do đầu đùn nhựa có đường kính cố định, chỉ cần chênh lệch dôi lên một chút so với đường kính tiêu chuẩn là nhựa sẽ không đẩy qua được, hoặc khi đẩy chậm nó bị nhiệt chỗ đầu đùn làm mềm đi, và bị phồng ra, và gây kẹt nhựa sau khi in được tầm chục phút.

Cách xử lý

Thật sự nó nằm hoàn toàn ở nhà cung cấp nên khó mà xử lý được. Còn nếu lỡ mua rồi thì bạn có thể giữ nguyên bao bọc cuộn nhựa, có kèm bịch hút ẩm, bọc cuộn nhựa thật kéo để lòi cái đầu cho dây nhựa ra, nhằm đảm bảo nhựa không bị ẩm, hạn chế giòn.
Dĩ nhiên nếu không cải thiện được tình hình thì bấm bụng đem bỏ hoặc cất để sau này có sắm được máy đùn sợi nhựa tái chế hoặc có ai thu mua thì tận dụng

Có cặn trong sợi nhựa

Do dây chuyền sản xuất thủ công hoặc quản lý chất lượng chưa tốt mà có thể tạp chất bị lẫn vào nguyên liệu hạt nhựa và cả trong máy ép đùn ( đùn ra sợi nhựa). Nếu may mắn thì nó có thể theo nhựa đùn ra sản phẩm, còn không sẽ gây kẹt nhựa hoặc nghẹt làm nhựa cấp ra không đều, làm hỏng sản phẩm

Cách xử lý

Tạp chất thì có thể xuất hiện bất kỳ đâu trong cuộn nhựa hàng trăm mét, nên việc phân biệt khá khó, chỉ có thể xem bằng mắt thường, và dĩ nhiên không ai có thời gian mà ngồi soi nó được, cũng không cần thiết phải dùng tới cảm biến để phát hiện nó. Chỉ khi nào bạn thấy đầu phun hay bị nghẹt, sản phẩm có rỗ bất thường thì xem kỹ lại cuộn nhựa và loại bỏ nhà cung cấp đó ra

Xuất hiện rỗ khí trên sản phẩm in3d

Thường các rỗ khí này khá nhỏ, và những người có kinh nghiệm về ép phun nhựa hoặc có học về công nghệ khuôn mẫu mới biết và phân biệt được. Rỗ khí sẽ gây ra các khoảng trống trong sản phẩm, làm yếu kết cấu và giảm độ bền. Nếu rỗ khí nhiều sẽ gây nứt. Thường gặp trên nhựa in ABS

Nguyên nhân chủ yếu gây ra lỗi này là quá trình bảo quản nhựa chưa được tốt, nhựa không được hút chân không, không có hạt giữ ẩm, có thể bao bì bị lủng. Còn nếu in thời gian đầu ok mà sau đó bị là do thời gian giữa các lần in quá lâu, nghĩa là bạn in không thường xuyên. Nếu in không thường xuyên có thể chọn mua cuộn nhựa loại 0.3 kg, 0.5kg, hoặc không in nữa thì bỏ bịch hút chân không kèm bịch hút ẩm để cất đi

Đầu đùn vẫn bị nghẹt mà không phát hiện vật thể bất thường trong sợi nhựa

Sau khi đùn xong chi tiết đầu, nếu để lâu thì nhựa in sẽ khô lại trong đầu đùn, một số trường hợp không may là có thể đoạn nhựa trong đó bị gãy, hoặc lớp nhựa bị quá nhiệt nên cần một nhiệt độ cao hơn để có thể chảy ra dễ dàng, lúc này bạn có thể tăng nhiệt độ thêm 20-30 độ và đẩy nhựa bình thường.

Nếu kết quả không khắc phục, bạn mở đầu nối ống teflon chỗ đầu đùn, lấy thanh sắt 1mm, đốt nóng, và đẩy mạnh từ trên xuống, chờ 1 phút cho thanh sắt nguội, rồi rút ra, những đoạn nhựa bị kẹt sẽ dính vào thanh sắt và bạn kéo ra dễ dàng.

Sợi nhựa bị đứt đột ngột trong quá trình in dù bạn check nhiệt độ, quạt làm mát đầu đùn, đầu đẩy nhựa vẫn bình thường

Sợi nhựa bị đứt đột ngột 

Công ty TNHH Thiết Bị Quảng Cáo Nam Mỹ

F11 KDC Jamona, Đường số 12, Quốc lộ 13 – Phường Hiệp Bình Phước – Quận Thủ Đức – TP. Hồ Chí Minh
Tel : 0938 902 440 – (028) 225 332 77   –   (028) 225 332 78