Tổng hợp các loại vật liệu in 3D được ưa chuộng hiện nay

Trong bối cảnh ngành công nghiệp in 3D ngày càng phát triển mạnh mẽ, vật liệu in 3D đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định chất lượng, độ bền và tính ứng dụng của sản phẩm. Sự đa dạng và không ngừng cải tiến của các loại vật liệu đã mở ra tiềm năng vô hạn cho nhiều lĩnh vực, từ sản xuất, y tế, giáo dục đến thiết kế và sáng tạo. Để giúp bạn dễ dàng lựa chọn giải pháp phù hợp, bài viết dưới đây sẽ tổng hợp các loại vật liệu in 3D được ưa chuộng nhất hiện nay.

Nhóm vật liệu dùng để in 3D thông dụng 

Nhựa nhiệt dẻo là nhóm vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trong công nghệ in 3D hiện nay. Điểm nổi bật của loại nhựa này là khả năng nóng chảy khi gặp nhiệt và đông cứng lại khi nguội, lặp lại quá trình này nhiều lần. Nhờ đặc tính đó, nhựa nhiệt dẻo dễ tạo hình, dễ gia công và tái sử dụng sau khi nấu chảy. Việc không xảy ra phản ứng hóa học trong quá trình nóng chảy giúp vật liệu này thuận lợi cho tái chế. Dù sau mỗi lần sử dụng, tính chất cơ học thay đổi đôi chút.

Nhựa nhiệt rắn là loại vật liệu có cấu trúc phân tử được liên kết bền chặt sau quá trình đóng rắn bằng nhiệt, ánh sáng hoặc bức xạ. Khi đã định hình, vật liệu này không thể nóng chảy lại mà sẽ bị phân hủy nếu tiếp tục gia nhiệt. Nhờ đó, nhựa nhiệt rắn có độ cứng cao, ít biến dạng và chịu nhiệt tốt. Tuy nhiên, nhược điểm của chúng là không thể tái chế hay phục hồi về trạng thái ban đầu. Khiến cho việc tái sử dụng trở nên hạn chế hơn so với nhựa nhiệt dẻo.

Tổng hợp các loại vật liệu in 3D phổ biến 

Nhựa ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)

Nhựa ABS là loại nhựa được tổng hợp từ nguồn nguyên liệu hóa thạch, được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực in 3D. Nhờ khả năng chịu nhiệt tốt, khoảng 80°C, cùng độ bền và khả năng chịu lực cao. Vật liệu này phù hợp để in các sản phẩm yêu cầu độ cứng và độ ổn định lâu dài. Tuy nhiên, trong quá trình in, nếu nhiệt độ đầu phun và bàn in không được kiểm soát hợp lý. Các lớp vật liệu sẽ khó liên kết chặt chẽ với nhau, dễ dẫn đến hiện tượng phồng rộp hoặc cong vênh, làm ảnh hưởng đến chất lượng mẫu in.

Nhựa PLA (Polylactic Acid)

Là loại vật liệu in 3D được ưa chuộng nhất hiện nay, đặc biệt phù hợp với người mới bắt đầu nhờ đặc tính dễ in và ít bị cong vênh. PLA được tổng hợp từ các nguyên liệu tự nhiên như tinh bột ngô, khoai tây, nên thuộc nhóm nhựa sinh học, an toàn cho sức khỏe và thân thiện với môi trường. Loại nhựa này cho bề mặt sản phẩm mịn, đẹp, rất thích hợp để in mô hình, đồ trang trí và phục vụ học tập. Tuy nhiên, PLA có khả năng chịu nhiệt khá thấp, thường không vượt quá 55°C, nên không phù hợp với các ứng dụng trong môi trường nhiệt độ cao. Nhờ tính ổn định và dễ sử dụng, PLA là vật liệu được dùng phổ biến nhất trong công nghệ in 3D FDM hiện nay.

Nhựa Resin (Nhựa quang hóa)

Vật liệu chuyên dùng cho các dòng máy in 3D công nghệ SLA, DLP và LCD, hoạt động dựa trên nguyên lý đông cứng nhựa lỏng bằng tia UV. Ưu điểm nổi bật của Resin là khả năng tái tạo chi tiết cực kỳ chính xác, cho bề mặt sản phẩm mịn và sắc nét, vượt trội so với nhiều vật liệu in khác. Nhờ đó, Resin thường được sử dụng trong các lĩnh vực đòi hỏi độ tinh xảo cao như chế tác trang sức, nha khoa, mô hình mini hay sản phẩm trưng bày. Tuy nhiên, sau khi in xong, sản phẩm cần trải qua quá trình xử lý hậu kỳ. Như rửa bằng dung dịch chuyên dụng và chiếu tia UV để tăng độ cứng và độ bền, đảm bảo chất lượng thành phẩm.

Vật liệu composite trong in 3D

Loại nhựa được pha thêm các sợi gia cường như sợi carbon, sợi thủy tinh hoặc bột gỗ nhằm cải thiện tính chất cơ học và tính thẩm mỹ của sản phẩm. Nhờ thành phần sợi tăng cứng, vật liệu này giúp mẫu in có độ bền cao, khả năng chịu lực tốt và ít biến dạng hơn so với nhựa thông thường. Đồng thời, bề mặt sản phẩm cũng mang nét đặc trưng riêng, tạo cảm giác cao cấp và độc đáo. Composite thường được sử dụng cho các chi tiết kỹ thuật, linh kiện yêu cầu độ chính xác và độ cứng cao. Tuy nhiên, do chứa sợi mài mòn, loại vật liệu này đòi hỏi máy in phải trang bị đầu phun chịu mài mòn để đảm bảo độ bền và chất lượng in lâu dài.

Tại sao giá thành các loại vật liệu in 3D lại cao?

Giá thành các loại vật liệu in 3D thường cao hơn so với nhiều vật liệu thông thường do chịu ảnh hưởng từ nhiều yếu tố khác nhau trong quá trình sản xuất và phân phối.

Phần lớn vật liệu in 3D phải trải qua quy trình tinh chế và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt để đảm bảo độ tinh khiết, độ ổn định và khả năng in tốt. Chỉ cần sai lệch nhỏ về thành phần cũng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm in, vì vậy chi phí sản xuất thường cao.

Công nghệ sản xuất vật liệu in 3D đòi hỏi hệ thống máy móc hiện đại và quy trình kỹ thuật phức tạp. Ví dụ, sợi nhựa filament phải được kéo với đường kính cực kỳ chính xác, đồng đều trên toàn bộ cuộn, dẫn đến chi phí đầu tư thiết bị và vận hành lớn. Với vật liệu resin hay bột kim loại, yêu cầu về độ tinh khiết và an toàn còn cao hơn, khiến giá thành tiếp tục tăng.

Thị trường vật liệu in 3D hiện nay vẫn thuộc nhóm chuyên dụng, chưa phổ biến đại trà như nhựa công nghiệp thông thường. Sản lượng sản xuất chưa đủ lớn để tối ưu chi phí, nên giá bán vẫn ở mức cao. Chi phí nghiên cứu và phát triển (R&D) để tạo ra vật liệu mới có tính năng đặc biệt như chịu nhiệt, chịu lực, chống cháy hay sinh học cũng được tính vào giá sản phẩm.

Xem thêm: Máy in 3D tốc độ cao là gì? Cách tăng tốc máy in 3D tốc độ cao chính xác

Tóm lại, mỗi loại vật liệu in 3D đều có đặc điểm và ưu điểm riêng, phù hợp với từng nhu cầu sử dụng khác nhau. Việc lựa chọn đúng vật liệu sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm, tiết kiệm chi phí và tối ưu hiệu quả in ấn. Hy vọng những chia sẻ trên của Myrobot.asia sẽ giúp bạn dễ dàng hơn trong việc chọn vật liệu in 3D phù hợp.

MYROBOT - Chúng tôi là chuyên gia trong mảng sản xuất, cung cấp và phân phối các hệ thống thiết bị robot phục vụ công nghiệp...Được khách hàng tin dùng tại Việt Nam.