Luận văn thạc sĩ: Ảnh hưởng của công nghệ FDM đến độ bền kéo sản phẩm nhựa trong in 3D

Công nghệ in 3D, hay còn gọi là công nghệ bồi đắp vật liệu (AM - Additive Manufacturing), là một phương thức chế tạo sản phẩm bằng cách đắp từng lớp vật liệu lên nhau. Trong số các công nghệ in 3D, công nghệ FDM (Fused Deposition Modeling) nổi bật nhờ vào tính phổ biến và chi phí thấp. FDM sử dụng nguyên lý đùn sợi nhựa được gia nhiệt đến trạng thái bán lỏng và bồi đắp theo từng lớp để tạo hình sản phẩm. Công nghệ này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian và chi phí mà còn cho phép tạo ra những sản phẩm có hình dạng phức tạp mà các phương pháp gia công truyền thống khó thực hiện. Tuy nhiên, chất lượng sản phẩm in từ FDM vẫn cần được cải tiến, đặc biệt là về độ bền kéo của sản phẩm. Đề tài nghiên cứu này nhằm tìm hiểu ảnh hưởng của các thông số in 3D đến độ bền kéo sản phẩm nhựa.

Các thông số in 3D có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm cuối cùng. Các thông số như mật độ điền đầy, kiểu điền đầy, độ dày lớp in, và số lớp in đều có thể tác động đến tính chất cơ học của sản phẩm. Nghiên cứu cho thấy rằng việc điều chỉnh mật độ điền đầy có thể làm tăng hoặc giảm độ bền kéo của sản phẩm. Cụ thể, mật độ điền đầy cao thường dẫn đến sản phẩm có độ bền tốt hơn. Bên cạnh đó, kiểu điền đầy cũng đóng vai trò quan trọng; kiểu tổ ong hoặc đồng tâm thường cho kết quả tốt hơn so với kiểu điền đầy khác. Việc lựa chọn độ dày lớp in cũng cần được cân nhắc kỹ lưỡng, vì độ dày lớp quá lớn có thể làm giảm độ bền kéo của sản phẩm. Tóm lại, việc tối ưu hóa các thông số này là rất cần thiết để đạt được sản phẩm có tính năng tốt nhất.

Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng mẫu in sử dụng vật liệu Pert với kiểu điền đầy bên trong dạng tổ ong hoặc đồng tâm, cùng với kiểu điền đầy mặt trên/dưới dạng đồng tâm, cho độ bền kéo tốt nhất. Số lớp in cũng cần được điều chỉnh; số lớp in mặt trên và dưới nên chọn 3 lớp để đạt được độ bền tối ưu. Đặc biệt, độ dày từng lớp in nên được chọn ở mức thấp nhất để tăng cường độ bền kéo. Những phát hiện này không chỉ có giá trị trong việc cải thiện chất lượng sản phẩm in 3D mà còn có thể áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sản xuất khác nhau. Việc tối ưu hóa các thông số in 3D theo công nghệ FDM sẽ giúp giảm chi phí sản xuất và nâng cao hiệu quả sử dụng vật liệu.

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc cải tiến quy trình sản xuất sản phẩm nhựa bằng công nghệ FDM. Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong các cơ sở chế tạo máy và sản xuất sản phẩm, giúp họ lựa chọn các thông số in phù hợp để đạt được sản phẩm có độ bền kéo cao nhất. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Hơn nữa, nghiên cứu cũng mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực in 3D, đặc biệt là trong việc phát triển các vật liệu mới và cải tiến công nghệ in. Việc áp dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sẽ góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp in 3D tại Việt Nam.