In 3D gốm sứ hoạt động như thế nào? Nguyên lý và vật liệu sử dụng

Sự xuất hiện của công nghệ in 3D (còn được gọi là sản xuất phụ gia) đã phá vỡ những hạn chế của công nghệ sản xuất truyền thống và mang đến khả năng thực hiện hóa các sản phẩm với nhiều cấu trúc phức tạp. So với các phương pháp sản xuất truyền thống, công nghệ sản xuất phụ gia có đặc điểm sản xuất các sản phẩm có hình dạng đặc biệt mà không cần khuôn mẫu. 

Hiểu thế nào về công nghệ in 3D gốm sứ?

Công nghệ in 3D gốm sứ là một công nghệ sản xuất tiên tiến, sản xuất và chồng các lớp vật liệu rời rạc từng lớp để thu được các bộ phận gốm có cấu trúc phức tạp ba chiều. Với ưu điểm sử dụng vật liệu cao, linh hoạt sản xuất mạnh mẽ và mức độ số hóa cao, phù hợp cho các sản phẩm nhỏ có cấu trúc phức tạp và nhiều chi tiết.

Một trong những công nghệ được ứng dụng trong in 3D gốm sứ là công nghệ in 3D theo phương pháp ME (Material Extrusion) được S. Scott Crump phát triển vào cuối những năm 1980. Đây là công nghệ sản xuất sản phẩm gốm mỹ nghệ dựa trên nguyên lý đùn ép phối lội tạo thành dạng sợi liên tục theo từng lớp tạo nên một sản phẩm hoàn thiện. 

Sản phẩm gốm sứ mỹ nghệ tạo hình theo phương pháp này sẽ có độ ẩm khá cao (20-25%). Cho nên, sấy là công đoạn cần thiết trước khi tiến hành nung sản phẩm nhằm tăng cường độ bề cơ học, ngăn chặn hiện tượng nứt, nẻ trên bề mặt sản phẩm.

Vật liệu được dùng trong in 3D gốm sứ?

Vật liệu dùng trong in 3D gốm sứ là sự kết hợp đặc biệt giữa các nguyên liệu truyền thống của gốm sứ và các chất phụ gia để đảm bảo tính dẻo, độ bám dính và khả năng định hình tốt khi in. Vật liệu thường được dùng trong quá trình in 3D gốm sứ chủ yếu là bột đất sét.

Nguyên lý hoạt động của in 3D gốm sứ

Công nghệ in 3D cấp công nghiệp được sử dụng để tạo ra các bản in gốm. Máy in tạo ra một mô hình 3D, từ dưới lên trên từng lớp một. Đầu tiên, cơ chế lăn của máy in trải một lớp bột gốm mỏng trên một bệ và đầu in đặt chất kết dính hữu cơ tại các vị trí cụ thể. Đây là lớp mỏng như giấy đầu tiên của mô hình của bạn.

Sau đó, bệ hạ xuống và con lăn trải một lớp bột khác. Sau đó, quá trình này được lặp lại từng lớp một cho đến khi mô hình của bạn hoàn thành. Khi quá trình in hoàn tất, mô hình nằm trong một lớp bột gốm slilica alumina mịn và dày. Tại thời điểm này, mô hình được lấy ra khỏi máy in và đặt vào lò sấy. Lò sấy làm cho mô hình cứng cáp hơn đáng kể.

Sau khi sấy khô, mô hình được lấy ra khỏi lớp bột và loại bỏ bột thừa. Sau đó, nó được nung trung lò để tăng thêm độ bền. Tại thời điểm này, một lớp phủ men trước được áp dụng. Lớp nhủ được sấy khô và sau đó được nung lần thứ hai. 

Ở bước cuối cùng, mô hình được tráng men và nung lần cuối. Bây giờ, lớp phủ men mịn sáng bóng có thể nhìn thấy rõ. Bản in gốm của bạn sẽ được tráng men nhiều màu.

Đánh giá sản phẩm gốm sứ được sản xuất bằng công nghệ in 3D

Với công nghệ in 3D sản xuất phụ gia đã và đang tạo ra bước đột phá trong ngành đồ mỹ nghệ, đặc biệt đối với gốm sứ. Các sản phẩm gốm sức được chế tác bằng công nghệ in 3D đã mang lại nhiều ưu điểm so với phương pháp truyền thống như:

Tạo ra nhiều thiết kế phức tạp và độc đáo: In 3D có thể tạo ra các sản phẩm với hình dạng phức tạp, tinh xảo, độc lạ mở ra cơ hội cho nhiều mẫu đồ gốm sáng tạo mà các phương pháp truyền thống khó thực hiện hoặc tốn nhiều thời gian để hoàn thiện.

Chất lượng và độ đồng đều cao: Sản phẩm gốm sứ in 3D có độ chính xác cao, đảm bảo chất lượng và tính đồng nhất giữa các sản phẩm, giảm thiểu sai sót trong quá trình sản xuất. Dễ dàng sản xuất các sản phẩm theo đơn đặt hàng của khách hàng.

Thời gian sản xuất nhanh: Công nghệ in 3D rút ngắn thời gian từ thiết kế đến quy trình hoàn thiện sản phẩm như tráng men, tô màu. Chỉ cần một phần mềm thiết kế và một máy in 3D, bạn có thể đáp ứng nhanh chóng mọi yêu cầu của khách hàng và nhu cầu thị trường.

Tuy nhiên, so với các phương pháp truyền thống thì sản phẩm gốm sứ được in bằng công nghệ 3D vẫn có thể gặp vấn đề về chất lượng bề mặt, đòi hỏi các bước xử lý hậu kì để đạt độ mịn như mong muốn. Mặc dù công nghệ in 3D ngàng càng phát triển nhưng nhìn chung sản phẩm gốm sứ in 3D vẫn chưa đạt được độ bền cơ học như sản phẩm truyền thống, đặc biệt khi phải chịu tác động mạnh.

3D VẠN LỘC: Cung cấp dịch vụ in 3D theo yêu cầu chuyên nghiệp, uy tín

3D Vạn Lộc là đơn vị cung cấp dịch vụ 3d theo yêu cầu chuyên nghiệp với đội ngũ kỹ thuật có chuyên môn cao và dày dặn kinh nghiệm. Chúng tôi sở hữu nhiều công nghệ in 3D tiên tiến như FDM, SLA, SLS và đa dạng chất liệu như PLA, ABS, PETG, Resin, bột polymer đáp ứng mọi nhu cầu của khách hàng. Trong những năm hoạt động, đội ngũ 3D Vạn Lộc đã thực hiện nhiều dự án từ nhỏ đến lớn như in 3D mô hình nhân vật anime, siêu nhân, robot, in 3D tạo mẫu tượng và mô hình kích thước lớn cho triển lãm, bảo tàng, nhà truyền thống...

Với năng lực hiện có, 3D Vạn Lộc sẵn sàng hỗ trợ, giải đáp và cung cấp các giải pháp in 3D hiệu quả với mức giá vô cùng phải chăng. Quý khách có nhu cầu sử dụng dịch vụ in 3D vui lòng liên hệ cho chúng tôi để được tư vấn chi tiết!

Xem thêm: Báo giá dịch vụ in 3D