Ưu điểm và lợi ích của công nghệ in 3d/gia công bồi đắp và so sánh với gia công CNC

Từ khi xuất hiện, công nghệ in 3d được xem là một cuộc cách mạng kỹ thuật lớn trong việc thiết kế và chế tạo và nó cũng thay đổi cách mà nhiều công ty tạo ra sản phẩm mới. Công nghệ gia công bồi đắp cũng là phao cứu cánh cho một số ngành kỹ thuật mũi nhọn mà các công ty non trẻ có thể tiếp cận như sản xuất động cơ phức tạp, tạo nên các hình dạng khó.
Điều gì khiến cho nhiều công ty yêu thích và say mê công nghệ in 3d đến vậy
Đầu tiên phải kể đến đó là “nhanh” bởi trong thời đại cạnh tranh khốc liệt thì tốc độ là đòn bẩy quan trọng mà các công ty tìm kiếm, và sự thay đổi mẫu mã cũng diễn ra chóng vánh.
Việc tăng tốc tối đa quá trình tạo mẫu cũng nhờ sự kết hợp xuyên suốt các phần mềm thiết kế CAD, và các công cụ gia công hỗ trợ khác, sự đồng bộ này cũng là ưu thế bởi ít phụ thuộc vào các công nghệ cũ lạc hậu như trước đây như tạc mẫu bằng tay, gia công mẫu phức tạp bằng máy cnc nhiều trục với chi phí cao và tốn thời gian
Tính nhanh cũng bởi yếu tố thay đổi, chỉnh sửa cải tiến một cách liên tục dựa trên một quá trình lặp lại ( thiết kế, chỉnh sửa và tạo mẫu và cứ thế cho tới khi đạt được mục đích)
Và cũng nhờ thiết kế số nên việc lưu trữ và cập nhật dữ liệu được tích luỹ liên tục, tăng sự đổi mới thay đổi, và giảm thời gian so với các quá trình trước đây
Như đã nói ở trên, việc tạo mẫu nhanh trở nên thuận tiện hơn nên sẽ được nhiều công ty áp dụng bởi nó ít phụ thuộc vào tay nghề và kỹ năng sử dụng các máy móc chuyên dụng khác.
Ưu điểm của công nghệ tạo mẫu nhanh cũng ở việc giảm chi phí khi làm với số lượng ít so với công nghệ tạo khuôn, việc tạo mẫu tối ưu sẽ chuyển qua công đoạn sản xuất hàng loạt và lúc này các công nghệ cũ sẽ phát huy tác dụng

Hình ảnh kết hợp giữa in 3d và CNC ( sau khi in 3d xong, sản phẩm được CNC lại để đảm bảo được chất lượng)

Thật ra công nghệ tạo mẫu nhanh cũng cùng một nền tảng, DNA với công nghệ CNC bởi nó cũng là quá trình tạo hình bằng điều khiển máy tính với các dòng lệnh điều khiển máy, và như đã nói ở trên công nghệ in 3D này đòi hỏi ít kỹ năng hơn và giúp dễ tiếp cận, ít tốn chi phí nhân lực hơn so với gia công CNC
Và công nghệ in 3d cũng giúp tạo được các hình dạng phức tạp, không bị giới hạn so với CNC, song có một điều phải thừa nhận là chất lượng gia công, và chất lượng về kết cấu sẽ cần một thời gian mới có thể thay thế CNC
Dưới đây sẽ so sánh giữa in 3d và CNC để mọi người hiểu rõ hơn
1.Về vật liệu
In 3d vẫn chỉ mới phổ cập về các vật liệu thông dụng và đơn giản gồm nhựa, sáp, và các vật liệu bột. Các công nghệ in 3d kim loại, in vật liệu cao cấp vẫn chưa được phổ biến
Có thể thấy in 3d có ưu điểm về tạo hình các vật liệu mềm, còn CNC thiên về vật liệu cứng, kim loại, và CNC là công đoạn tạo nên các sản phẩm cuối như khuôn mẫu và từ đó đúc nên các vật liệu mềm số lượng lớn, trong khi in 3d tạo trực tiếp sản phẩm hoặc giúp tạo hình và tạo khuôn các sản phẩm ở số lượng nhỏ
2.Tốc độ
Tuy in 3d có tốc độ tạo mẫu nhanh, song ngày nay các máy CNC cao tốc highspeed cũng có khả năng gia công nhanh, thậm chí còn nhanh hơn quá trình gia công bồi đắp, đó là một yếu tố nhìn thấy tuy nhiên vẫn phải tính đến các công đoạn trước đó như lập trình, setup,.. và các hình học phức tạp thì cần nhiều thời gian hơn, nên không thể kết luận là CNC cao tốc tạo mẫu nhanh hơn quá trình in 3D.
Nếu so sánh về thời gian thì cũng chỉ là tương đối vì tuỳ vào độ phức tạp của sản phẩm, và ứng dụng thực tế, nên tuỳ ứng dụng mà bạn cân đối và đánh giá thông qua thời gian tạo một mẫu hoàn thiện trên máy và một mẫu được gia công trên máy CNC
3.Độ phức tạp
Như đã đề cập trước đó thì in 3d có lợi thế về tạo hình phức tạp, mọi hình học đều có thể tạo được mà không phải yêu cầu nhiều kiến thức và kinh nghiệm trong khi để sử dụng CNC bạn cần máy móc phù hợp và đắc tiền, thậm chí cần kỹ năng cao hơn, nhiều vấn đề cần xử lý trong quá trình gia công
Trong CNC có thuật ngữ về nguyên công, nghĩa là để tạo một sản phẩm hoàn thiện phải trải qua nhiều bước, và có nhiều máy kết hợp, nên chi phí đầu tư cao hơn và cần phải chuyên nghiệp hoá mới có thể đảm nhận được. Trong khi đó với chỉ một máy in 3d bạn có thể tạo nên một sản phẩm hoàn thiện mà không phải tốn nhiều nguyên công
4.Độ chính xác
Do in 3d là công nghệ bồi đắp nên có thể xem đó là công đoạn thô, phần chính xác nhất vẫn là các máy CNC, và do đó tuỳ mục đích và độ chính xác mà cân nhắc lựa chọn.
Trong nhiều trường hợp như in 3d kim loại, sản phẩm in kim loại sẽ được gia công tinh lại bằng máy CNC, hoặc các phương pháp xử lý khác, do khi tạo hình sản phẩm bị biến dạng nhiệt nên sẽ có sai lệch hình dáng

5. Hình học và kích thước

In 3d sẽ có lợi thế hơn về kích thước bởi nó là gia công bồi đắp nên không gây lãng phí vật liệu và giảm thời gian gia công so với CNC, bên  dưới là hình ảnh ví dụ về việc tạo một mẫu lớn kích thước gần một mét trên máy in 3DMax Mega.

6.Lập trình
Lập trình thì in 3d luôn dễ hơn CNC, đó cũng là yếu tố mà công nghệ in 3d phổ biến và giúp mọi đối tượng tiếp cận với lĩnh vực kỹ thuật, tự động hoá.
Việc lập trình in 3d vẫn an toàn hơn rất nhiều so với CNC, nếu lập trình và setup trên máy CNC không phù hợp sẽ gây ra các hư hỏng và tốn kém rất nhiều chi phí
Sau khi xem phần so sánh thì chúng ta có thể thấy là in 3d có lợi thế về hình dạng phức tạp và sử dụng đơn giản hơn so với phương pháp CNC. Tuy nhiên CNC có lợi thế về gia công chính xác, sử dụng vật liệu cứng, đa dạng vật liệu.
Tuỳ vào ứng dụng và mục đích sử dụng mà khách hàng cân đối, thử nghiệm và lựa chọn máy móc phù hợp