I. Công nghệ in 3D kim loại tại HCMUTE
Nghiên cứu này tập trung vào công nghệ in 3D kim loại, cụ thể là phương pháp FDM (Fused Deposition Modeling) kết hợp thiêu kết kim loại. Đây là một lĩnh vực tương đối mới mẻ ở Việt Nam, đặc biệt tại HCMUTE. Nghiên cứu này đóng góp vào việc làm chủ công nghệ chế tạo kim loại tiên tiến này. Công nghệ in 3D tại HCMUTE đang được phát triển mạnh mẽ, nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất ngày càng cao của các ngành công nghiệp. Nghiên cứu khoa học HCMUTE tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình, giảm chi phí và nâng cao chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu này sử dụng máy in 3D kim loại Metal X của Markforged, một hệ thống bao gồm máy in, máy rửa và máy thiêu kết. Sản xuất phụ gia kim loại là hướng đi chiến lược cho tương lai. Additive Manufacturing kim loại mang lại nhiều lợi ích về thời gian và chi phí.
1.1 In 3D kim loại FDM và thiêu kết Quy trình và ưu điểm
Phần này tập trung vào quy trình in 3D kim loại. In 3D kim loại FDM sử dụng bột kim loại pha trộn với chất kết dính, được đùn ra từ đầu phun và tạo lớp theo thiết kế CAD. Sau khi in, sản phẩm trải qua quá trình rửa để loại bỏ chất kết dính. Cuối cùng, thiêu kết kim loại làm liên kết các hạt kim loại, tạo độ cứng chắc cho sản phẩm. Ưu điểm của in 3D kim loại FDM và thiêu kết là khả năng tạo hình phức tạp, thời gian sản xuất nhanh, giảm thiểu vật liệu dư thừa. Nhược điểm bao gồm chi phí đầu tư ban đầu cao và độ chính xác có thể thấp hơn so với các công nghệ khác. Vật liệu in 3D kim loại được sử dụng trong nghiên cứu là các loại thép đặc biệt, được chọn lựa dựa trên yêu cầu về độ bền, tính chất cơ lý và ứng dụng cụ thể. Mây in 3D kim loại FDM và máy in 3D kim loại thiêu kết là thiết bị trọng tâm của nghiên cứu. Chi phí in 3D kim loại là một yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng trong quá trình tối ưu hóa quy trình.
1.2 Phân tích ưu nhược điểm của phương pháp
So sánh in 3D kim loại FDM và thiêu kết với các phương pháp khác như SLS, SLM, EBM cho thấy những điểm mạnh và yếu riêng biệt. In 3D kim loại chính xác cao là mục tiêu hướng tới. In 3D kim loại tốc độ cao cũng là một hướng phát triển quan trọng. Ưu điểm của phương pháp FDM và thiêu kết nằm ở tính linh hoạt và khả năng sản xuất các hình dạng phức tạp. Tuy nhiên, nhược điểm của nó liên quan đến độ bền và chất lượng bề mặt, cần được cải thiện thông qua tối ưu hóa quá trình in 3D kim loại. Kiểm soát chất lượng in 3D kim loại đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng. Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định các thông số quan trọng, cũng như phát hiện và giải quyết các vấn đề trong in 3D kim loại. Giải pháp cho in 3D kim loại được đề xuất bao gồm việc lựa chọn vật liệu phù hợp, tối ưu hóa thông số in và cải tiến quy trình thiêu kết. Phát triển công nghệ in 3D kim loại là một quá trình liên tục, đòi hỏi sự nghiên cứu và cải tiến không ngừng.
1.3 Ứng dụng và hướng phát triển
Ứng dụng in 3D kim loại trong công nghiệp rất đa dạng, từ sản xuất khuôn mẫu, linh kiện máy móc đến các bộ phận trong ngành y tế và hàng không. Ứng dụng in 3D kim loại trong y tế tập trung vào việc tạo ra các thiết bị y tế cá nhân hóa, nâng cao chất lượng điều trị. Xu hướng in 3D kim loại đang phát triển mạnh mẽ, mở ra nhiều cơ hội cho nghiên cứu và ứng dụng. Thị trường in 3D kim loại đang ngày càng mở rộng, thu hút sự đầu tư lớn từ các doanh nghiệp. Nghiên cứu sinh HCMUTE, cùng với sự hướng dẫn của giảng viên HCMUTE và sự hỗ trợ của Học viện Kỹ thuật HCMUTE, đã đạt được nhiều kết quả đáng kể. Báo cáo khoa học in 3D kim loại này tổng hợp các kết quả nghiên cứu và đề xuất hướng phát triển trong tương lai. Nghiên cứu công nghệ in 3D kim loại HCMUTE đã đóng góp vào sự phát triển của công nghệ này tại Việt Nam. Việc phát triển công nghệ in 3D kim loại cần sự phối hợp giữa các nhà nghiên cứu, các doanh nghiệp và chính phủ.
