Nhựa masterbatch được ứng dụng như thế nào trong in 3D – Một công nghệ tuyệt vời trong ngành công nghiệp?

Masterbatch nhựa là một vật liệu hiển nhiên trong ngành nhựa hiện nay. Masterbatch nhựa đã đóng góp vào sự phát triển của xã hội loài người bằng cách là nguồn tạo ra các sản phẩm khác nhau phục vụ cho cuộc sống hàng ngày và các ngành công nghiệp. Đó là lý do chính để các nhà khoa học không ngừng nỗ lực nghiên cứu cách cải tiến vật liệu này và ứng dụng nó vào nhiều lĩnh vực hơn.

Một trong những lĩnh vực mới mà nhựa masterbatch có thể được ứng dụng là in 3D. Chúng tôi sẽ cho bạn thấy nó được ứng dụng như thế nào trong in 3D qua bài viết dưới đây.

Tại sao chúng ta nên sử dụng nhựa masterbatch trong in 3D?

Trong ngành nhựa masterbatch hiện nay, hầu hết mọi kỹ thuật ép nhựa đều cần đến khuôn. Những phương pháp này có thể có lợi cho việc sản xuất hàng loạt, tuy nhiên, chi phí tiêu tốn trong việc thiết kế và chế tạo khuôn rất tốn kém. Ngoài ra, quá trình này đòi hỏi nhiều thời gian và công sức vì khuôn phải hoàn hảo nếu không sẽ phải thực hiện thêm một bước sau đó để chỉnh sửa từng sản phẩm và hệ thống sản xuất công nghiệp sẽ trở thành ngành thủ công truyền thống.

Không đề cập đến các chi phí này, mỗi sản phẩm nhựa masterbatch cụ thể yêu cầu một khuôn đặc biệt và tương ứng. Điều này trở thành một thách thức đối với các nhà sản xuất muốn sản xuất nhiều loại sản phẩm vì họ phải chi nhiều tiền hơn để thiết kế và chuẩn bị nhiều khuôn mẫu hơn để thiết lập kỹ thuật mới đòi hỏi ít thiết bị hơn, ít tiêu tốn chi phí hơn nhằm mục đích tối ưu hóa toàn bộ dây chuyền sản xuất. Điều này cũng gây ra vấn đề cho bất kỳ ai chỉ muốn sản xuất một lượng nhỏ sản phẩm hoặc mẫu thử nghiệm. Trong hoàn cảnh đó, in 3D được phát triển như một phương pháp thay thế để giải quyết những vấn đề này.

Nhựa Masterbatch là một trong những vật liệu quan trọng nhất trong công nghệ in 3D

Với in 3D, các nhà sản xuất nhựa masterbatch không cần phải tốn thời gian và tiền bạc để thiết kế và tạo ra các khuôn mẫu khác nhau hoặc các công cụ đặc biệt cho quá trình sản xuất của họ. Thay vào đó, máy in 3D được chế tạo để “biến đổi” một thiết kế kỹ thuật số thành một vật thể ba chiều. Cơ chế hoạt động của chiếc máy này được xây dựng từng lớp vật thể một cho đến khi hoàn thành toàn bộ sản phẩm. Phương pháp này cho phép các nhà sản xuất tạo ra hàng nghìn sản phẩm khác biệt chỉ với một máy duy nhất.

Cho đến nay, nhựa Masterbatch là vật liệu phổ biến nhất của công nghệ in 3D, tuy nhiên đây không phải là vật liệu duy nhất được sử dụng trong lĩnh vực này. Các vật liệu đặc biệt khác như kim loại, cát, vật liệu tổng hợp và gốm sứ cũng có thể được in 3D. Đặc biệt kim loại và bê tông luôn được kỳ vọng sẽ đạt được nhiều ưu điểm hơn nữa và được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực này. Ứng dụng phổ biến nhất sử dụng in 3D là tạo ra các nguyên mẫu nhựa masterbatch, cùng với các bộ phận và tính năng đòi hỏi cao cho lĩnh vực kỹ thuật không gian và hàng không vũ trụ. Các ngành kỹ thuật khác như ô tô, hàng không và xây dựng cũng là thị trường tiềm năng để tiêu thụ các sản phẩm 3D.

Một ưu điểm khác của in 3D là kỹ thuật này có thể tạo ra độ phức tạp hình học trong hình dạng và hình thức của sản phẩm cuối cùng một cách dễ dàng mà không tính thêm bất kỳ chi phí nào hoặc lãng phí quá nhiều phế liệu (như gia công CNC). Tuy nhiên, mỗi loại nhựa masterbatch chỉ có thể phù hợp với một hoặc hai phương pháp in 3D. Điều này phụ thuộc vào đặc tính của nhựa gốc được sử dụng trong chế phẩm của masterbatch.

Liệu công nghệ in 3D có phải là giải pháp tốt nhất cho bất kỳ sản xuất sản phẩm nhựa masterbatch nào không?

Chà, không hẳn vậy. Công nghệ in 3D cũng như bất kỳ công nghệ tiêu biểu nào khác đều có những ưu nhược điểm riêng. Mỗi kỹ thuật được phát triển để giải quyết một (hoặc một số) vấn đề, nhưng không có kỹ thuật nào có thể giải quyết tất cả các vấn đề và phù hợp với bất kỳ người dùng nào. In 3D không phải là một ngoại lệ. Các chuyên gia cho biết rằng in 3D là một công cụ phù hợp để tạo ra các sản phẩm / đồ vật, nguyên mẫu nhựa tổng thể được tùy chỉnh đặc biệt hoặc sản xuất số lượng lớn.

Hạn chế của công nghệ in 3D trong sản xuất nhựa masterbatch

Trước hết, công nghệ in 3D sẽ ít tiết kiệm chi phí hơn nếu nó được áp dụng trong sản xuất quy mô lớn. Thay vào đó, nó hoàn toàn phù hợp để làm nguyên mẫu hoặc sản xuất với số lượng ít (dưới 100 sản phẩm). Thứ hai, các sản phẩm in 3D không có độ bền và đặc tính vật lý tốt như sản phẩm đúc. Khả năng chịu nhiệt và chống va đập của vật liệu nhựa masterbatch được in 3D thường giảm khoảng 10 đến 50% so với vật liệu dạng khối. Chúng yếu hơn và giòn hơn vì cấu trúc của chúng được xây dựng bằng các lớp xếp chồng lên nhau, không phải nguyên khối như kỹ thuật đúc. Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, công nghệ này yêu cầu các bước xử lý hậu kỳ và hỗ trợ loại bỏ. Các bước phụ trợ này là cần thiết vì máy in 3D không thể thêm vật liệu vào không khí loãng nên phải có các cấu trúc hỗ trợ liên kết nền tảng của tòa nhà. Các cấu trúc này có chức năng như bệ đỡ để máy in chế tạo các bộ phận treo.