Công nghệ SLS là gì? Ưu điểm, hạn chế và ứng dụng điển hình của công nghệ SLS

Công nghệ in 3D SLS là một trong những công nghệ in 3D tiên tiến và phổ biến trong ngành công nghiệp in 3D hiện nay. Công nghệ này được phát triển bởi hai nhà khoa học là Carl Deckard và Joe Beaman vào những năm 1980 và được thương mại hóa vào đầu nă 1989. Vậy công nghệ SLS có nguyên lý hoạt động như thế nào? Điểm mạnh, hạn chế và ứng dụng ra sao? Hãy cùng 3D Vạn Lộc tìm hiểu chi tiết về công nghệ SLS trong bài viết sau đây nhé!

Công nghệ in 3D SLS là gì?

Công nghệ in 3D SLS (Selective Laser Sintering) hay còn gọi là công nghệ thiêu kết laser có chọn lọc. Đây là một phương pháp in 3D sử dụng tia laser công suất cao để nung chảy bột vật liệu (thương là polymer dạng bột) và liên kết các hạt bột mịn lại với nhau để tạo thành một mô hình 3D theo từng lớp.

Các sản phẩm được sản xuẩt bởi công nghệ SLS thường có tính cơ học cao, độ bền tốt, đa dạng vật liệu. In 3D SLS được sử dụng cho việc tạo mẫu và sản xuất số lượng nhỏ.

Công nghệ in 3D SLS là phương pháp sử dụng tia laser để thiêu kết có chọn lọc từng lớp các hạt vật liệu

>>> Xem thêm: Công nghệ FDM là gì? Công nghệ SLA là gì?

Nguyên lý hoạt động của máy in 3D sử dụng công nghệ SLS

Nguyên lý hoạt động của công nghệ SLS là thiêu kết các hạt bột vật liệu dưới tác động nhiệt cao từ tia laser hồng ngoại khiến các hạt bột liên kết với nhau thành một khối rắn chắc. Trong quy trình này, máy in sẽ phủ một lớp bột đều và sau đó nung chảy chính xác lớp bột đó, lặp lại quá trình lắng động và thiêu kết cho đến khi mô hình hoàn thành.

Cụ thể, các máy in 3D SLS sẽ được thiết kế gồm có một bàn in và con lăn giúp trải một lớp bột mỏng sau đó thiêu kết theo các lớp. Các lớp in sẽ được các tia laser chiếu vào lớp bột tại những điểm đã xác định sẵn bằng phần mềm CAD và làm tăng nhiệt độ tại những vị trí đó đến khi nóng chảy hoàn toàn. Sau khi xong một lớp, bàn in sẽ di chuyển xuống với khoảng cách bằng một lớp in. Khi đã in xong, người dùng cần phải tiến hành xử lý hậu kỳ, loại bỏ bột thừa bằng cọ hoặc máy phun cát để làm sạch và làm mịn bề mặt.

Công nghệ in 3D SLS sử dụng loại vật liệu nào?

Công nghệ in 3D SLS sử dụng đa dạng vật liệu dạng bột như bột polymer hoặc nhựa, có thể là kim loại, hoặc gốm. Thông dụng nhất là:

- Bột nhựa PA: Loại nhựa nhiệt dẻo nổi bật với độ cứng cao, độ bền tốtm khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt độ thấp, dễ in cho sản phẩm có độ mịn cao và dễ pha màu. 

- Bột nhựa PC: Loại polymer nhựa nhiệt dẻo vô định với tính chất trong suốt, không màu, độ bền cơ học cao, khả năng chịu nhiệt tốt, chống cháy và khả năng cách điện tốt.

- Bột nhựa TPE: Lọai nhựa nhiệt dẻo có đặc tính đàn hồi, chịu nhiệt tốt, độ bền cơ học cao, khả năng chống trơn trợt, độ cứng của nhựa TPE có thể điều chỉnh qua sự pha trộn với các loại nhựa thông dụng, dễ ứng dụng và rất an toàn.

- Bột kim loại: Hay còn gọi là bột hợp kim được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ SLS, bao gồm hợp kim của các kim loại như: đồng, bạc, nhôm, sắc, thép, niken, thiếc, co-ban,... Bột kim loại có kích thước mịn, vụn, có đặc tính cơ học tốt, độ bền cao.

- Bột gốm: Được dùng cho các ứng dụng yêu cầu về khả năng cách điện, chống chịu nhiệt và mài mòn cao như ngàng điện tử, hàng không hoặc sản xuất khuôn mẫu.

Vật liệu dùng để in 3D SLS thường là các vật liệu dạng bột như polymer, nhựa, kim loại,...

Ưu điểm và hạn chế của công nghệ in 3D SLS

1. Ưu điểm

- Tiết kiệm thời gian, vật liệu: Máy in 3D SLS có tốc độ in khá nhanh cùng khả năng sản xuất hàng loạt sản phẩm có kích thước nhỏ đến trung bình, giúp tiết kiệm kha khá thời gian. Một phần vật liệu bột thừa sau khi in xong có thể được tái chế.

- Không cần đến cấu trúc hỗ trợ: Công nghệ in 3D SLS không cần in cấu trúc hỗ trợ (support). Do phần bột chưa được nung chảy sẽ đóng vai trò làm giá đỡ. Từ, đó giúp giảm thiểu vật liệu lãng phí và có thể in đượ các mô hình có cấu trúc phức tạp.

- Khả năng in chi tiết phức tạp: Công nghệ SLS có khả năng in các chi tiết rất phức tạp với độ chính xác cao mà các phương pháp sản xuất truyền thống khó thực hiện được.

- Đồ bền cơ học cao: Sản phẩm được in bởi công nghệ SLS thường có tính chất cơ học tốt, không thấy rõ lớn in và cơ tính cao, ứng dụng để sản xuất các bộ

2. Hạn chế

- Chi phí cao: Máy in SLS và vật liệu bột sử dụng có chi phí khá cao so với các phương pháp in 3D khác như FDM hay SLA. Điều này khiến nó phù hợp hơn cho sản xuất công nghiệp, doanh nghiệp nhỏ hơn là cá nhân.

- Xử lý hậu kỳ: Sau khi in, các mô hình 3D cần được loại bỏ phần bột vật liệu dư thừa trên bề mặt bằng các công đoạn làm sạch. Sau đó, tiến hành làm mịn hoặc sơn phủ bề mặt để đạt yêu cầu chất lượng cuối cùng.

- Bề mặt gồ ghề và xốp: Các sản phẩm được in từ công nghệ SLS có thể bị thấm nước do bề mặt sần sùi, gồ ghề và độ xốp cao của chi tiết in được tạo nên từ khe hở bột.

- Tỉ lệ co rút cao: Công nghệ SLS có sự co rút từ 3-3,5%, khiến người dùng, nhà thiết kế mẫu 3D phải tính toán, điều chỉnh kích thước sao cho khi in thành phẩm sẽ đạt kích cỡ chuẩn.

- Kích thước hạn chế: Kích thước bàn in trong các máy in 3D SLS đều có giới hạn. Với những bề mặt lớn và nhiều lỗ nhỏ thì SLS không thể in chính xác được.

- Tiêu thụ điện lớn: Quá trình nung chảy bột sử dụng laser công suất cao, làm tiêu thụ nhiều năng lượng hơn so với một số phương pháp in 3D khác.

Các ứng dụng điển hình của công nghệ in 3D SLS

1. Sản xuất prototype (nguyên mẫu): SLS được sử dụng cho việc sản xuất nguyên mẫu, phục vụ giai đoạn đầu của quy trình R&D trong chế tạo phần cứng của ngành ô tô và một số mẫu đúc khác.

2. Y khoa: SLS rất phù hợp để tạo ra các sản phẩm y tế tùy chỉnh, như nẹp, khung cố định xương, và chân tay giả, được thiết kế riêng cho từng bệnh nhân hoặc các mô hình giải phẫu trực quan.

3. Điện tử: Công nghệ SLS được ứng dụng để sản xuất vỏ bọc và các thành phần bảo vệ cho các thiết bị điện tử nhỏ và phức tạp hoặc dùng trong việc sản xuất linh kiện cho các thiết bị cảm biến, thiết bị viễn thông và robot.

4. Hàng không, vũ trụ: SLS có thể chế tạo được các chi tiết, bộ phận nhẹ và phức tạp, cần thiết cho lắp đặt máy bay, vệ tinh.

5. Vật dụng hàng ngày: SLS được sử dụng để sản xuất hàng loạt nhỏ các sản phẩm tiêu dùng, như đồ chơi, vật dụng trong nhà như chảo rán, áo khoác, hoặc các sản phẩm quà tặng độc đáo. 

Công nghệ in 3D SLS được ứng dụng trên nhiều lĩnh vực từ sản xuất đến tiêu dùng hàng ngày

3D Vạn Lộc - Dịch vụ in 3D SLS chất lượng, giá rẻ

3D Vạn Lộc là đơn vị mang đến giải pháp in 3D chuyên nghiệp, chất lượng với công nghệ in 3D SLS tân tiến nhất. Công nghệ in 3D SLS có thể in 3D dễ dàng mà không cần đến support, bề mặt sản phẩm được xử lý đẹp, khả năng in hàng loạt và tái sử dụng vật liệu sẽ giúp chi phí in ấn của quý khách được tối ưu nhất.

Tại 3D Vạn Lộc, chúng tôi cung cấp dịch vụ in 3D theo yêu cầu với mức giá vô cùng phải chăng. Đội ngũ kỹ thuật viên, thiết kế có chuyên môn cao sẽ tư vấn cho quý khách những sự lựa chọn phù hợp nhất về công nghệ và vật liệu. Với xưởng in hoạt động 24/7, chúng tôi luôn sẵn sàng nhận mọi yêu cầu đặt hàng từ quý khách.