Các Tough Resin Thế Hệ Mới Của Formlabs Có Hiệu Năng Cạnh Tranh Trực Tiếp Với Nhựa Nhiệt Dẻo (Thermoplastics)

Nhựa nhiệt dẻo (thermoplastics) có độ bền cao, độ đàn hồi tốt, khả năng phục hồi vượt trội, chống tia UV và tuổi thọ lâu dài, sự kết hợp các đặc tính này khiến chúng trở thành vật liệu mặc định lý tưởng trong sản xuất. Trước đây, resin dùng cho in 3D chưa thể cạnh tranh với những ưu điểm vượt trội đó cho đến hôm nay.

Giới thiệu Tough Resin thế hệ mới của Formlabs, dòng vật liệu hiệu suất cao hoàn toàn mới có thể cạnh tranh trực tiếp với nhựa nhiệt dẻo. Các loại resin trong Tough Resin Family được đặt tên dựa trên mô-đun kéo (tensile modulus) của từng vật liệu, với đặc tính cơ học tương đương polyethylene mật độ cao (HDPE), ABS và polypropylene (PP).

Tough 1000 Resin và Tough 2000 Resin (phiên bản cải tiến) kết hợp cùng Tough 1500 Resin, tạo nên Tough Resin Family. Đây là các vật liệu kỹ thuật bền chắc, có độ dai cao, chịu được môi trường khắc nghiệt, va đập và mài mòn lặp lại, đồng thời mang lại bề mặt tối, mờ (matte) với chi tiết sắc nét khi in trên Form 4 Series 3D printers.

Vật liệu	Tough 1000 Resin	Tough 1500 Resin	Tough 2000 Resin
Đặc điểm chính	Vật liệu bền và dẻo nhất trong Tough Resin Family	Cân bằng giữa độ cứng và độ đàn hồi	Vật liệu cứng và bền nhất trong Tough Resin Family
Nhựa nhiệt dẻo tương đương	HDPE, Delrin (POM)	PP	ABS
Ứng dụng khuyến nghị	Đồ gá (jigs), đồ kẹp (fixtures) và chi tiết chịu va đập; mẫu thử có thể bóp, nén; các cụm lắp ráp ma sát thấp như bánh răng, khớp cầu	Các chi tiết cần kết hợp độ cứng và độ dẻo để tạo cơ cấu đàn hồi như ngàm khóa, bản lề đàn hồi, bộ giảm chấn; khóa cài, móc cài, đế vít tự ren, bản lề	Đồ gá, đồ kẹp chắc chắn; vỏ bảo vệ; vỏ snap-fit; các chi tiết yêu cầu chịu nhiệt cao và chống biến dạng chậm (creep)

Tạo ra đồ gá, đồ kẹp và chi tiết chức năng với tính thẩm mỹ cao cùng đặc tính cơ học cạnh tranh trực tiếp với nhựa nhiệt dẻo nhờ Formlabs Tough Resins.

Tough 1000 Resin: Cạnh tranh trực tiếp với Polyethylene mật độ cao (HDPE)

Tough 1000 Resin là vật liệu có độ dẻo cao và khả năng chịu va đập vượt trội. Độ giãn dài khi đứt đạt 180% và độ bền va đập Gardner 13,1 J, cao hơn HDPE, trong khi khả năng bôi trơn tương đương Delrin (POM) giúp các bề mặt trượt mượt mà mà không gây mài mòn hay trầy xước.

Tough 1000 Resin được thiết kế với khả năng chống mài mòn xuất sắc, duy trì độ bền và độ dẻo trong thời gian dài, rất phù hợp cho đồ gá (jigs), đồ kẹp (fixtures), các cụm chi tiết chuyển động và chi tiết chức năng phải chịu ứng suất và mài mòn lặp lại.

Người dùng Durable Resin của Formlabs sẽ nhận thấy Tough 1000 Resin cải thiện rõ rệt về khả năng chịu nhiệt, chống lão hóa và chống biến dạng chậm (creep). Ngoài ra, các chi tiết in còn chống cong vênh và chảy xệ trong quá trình post-curing, giúp đảm bảo độ chính xác kích thước.

“Các sản phẩm sử dụng thực tế mà chúng tôi cung cấp cần phải chịu được các bài kiểm tra khắc nghiệt ở nhiệt độ đóng băng. Những chi tiết này phải chịu được sự va đập mạnh và Tough 1000 Resin đã đáp ứng được điều đó.”
Adam Warren, Draftsman & Mechanical Designer, Cool Machines

Resin	Durable Resin	Tough 1000 Resin	HDPE (tấm đùn – Extruded Sheet, McMaster-Carr)
Độ bền kéo cực đại	28 MPa	26,3 MPa	30 MPa
Mô-đun kéo	1000 MPa	932 MPa	1000 MPa
Độ giãn dài khi đứt	55%	180%	100%
Độ bền va đập Gardner @ 1/32 in (0,8 mm)	4,1 J	13,1 J	5,4 J
Năng lượng phá hủy (Work of Fracture)	690 J/m²	3200 J/m²	Chưa thử nghiệm. Theo tài liệu: ~5000–6000 J/m²
Nhiệt độ biến dạng nhiệt @ 0,45 MPa	41 °C	55,3 °C	Chưa thử nghiệm. Theo tài liệu: ~70–90 °C

Tận dụng công nghệ của Form 4 Series 3D printers để in ra các chi tiết sẵn sàng cho sản xuất với bề mặt mịn, mờ (matte) và màu xám đậm, giúp tăng độ sắc nét chi tiết cho những chi tiết vừa đẹp về thẩm mỹ vừa đáp ứng hiệu năng sử dụng.

Giảm chi phí và tăng khả năng chống chịu chuỗi cung ứng tại Cool Machines

Cool Machines tại bang Ohio là nhà sản xuất máy móc và công nghệ phun vật liệu cách nhiệt. Đối với Andy Schulte, COO của công ty, khả năng chống chịu chuỗi cung ứng và tiết kiệm chi phí là những yếu tố then chốt. Với Form 4 và Tough 1000 Resin, Cool Machines đang phát triển và sản xuất các chi tiết sử dụng cuối có thể chịu được nhiệt độ đóng băng, va đập và áp suất lên đến 600 psi.

Wall Spray Nozzle được dùng để phun vật liệu cách nhiệt vào các khoang tường trống trước khi lắp tấm thạch cao. Cấu trúc hình học bên trong phức tạp khiến việc sản xuất chi tiết này không thể thực hiện nếu không có in 3D.

Một yêu cầu quan trọng đối với Wall Spray Nozzle là phải chịu được áp suất của vật liệu cách nhiệt. Warren đã tiến hành các thử nghiệm nội bộ và đạt được khả năng giữ ren 1/4″ NPT ở mức áp suất lên đến 900 psi. Anh cũng thực hiện các bài kiểm tra rơi trong điều kiện đóng băng và va đập. Bước tiếp theo là thử nghiệm thực tế ngoài hiện trường. Nếu Wall Spray Nozzle vượt qua các bài kiểm tra này, Cool Machines sẽ sản xuất nó theo đúng cách đã tạo mẫu in 3D trên Form 4 bằng Tough 1000 Resin.

Tough 2000 Resin: Cạnh tranh hiệu năng với ABS

Tough 2000 Resin thế hệ mới là vật liệu bền chắc, có độ bền và độ cứng tương đương ABS. Sự kết hợp giữa độ dai cao, khả năng chịu nhiệt và chống biến dạng chậm (creep) cho phép in 3D các cụm snap-fit chịu được uốn lặp lại, các chi tiết chịu va đập mạnh và các bộ phận kết cấu.

Tough 2000 Resin chỉ thể hiện 1,3% biến dạng creep dưới tải 4 MPa sau hai tuần, khiến vật liệu này đặc biệt phù hợp cho các chi tiết cần chống biến dạng lâu dài. Đồng thời, nhiệt độ biến dạng nhiệt (HDT) đạt 70 °C tại 0,45 MPa đảm bảo hiệu năng ổn định ở nhiệt độ cao, giúp các chi tiết chức năng giữ nguyên hình dạng khi các loại nhựa khác bị biến dạng.

“Tough 2000 Resin mới có các chi tiết sắc nét hơn rất nhiều so với thế hệ trước. Sự khác biệt có thể nhận thấy ngay khi vừa in xong.”
Kyle Garvin, Senior Mechanical Designer, Research International

Công thức cải tiến của Tough 2000 Resin được thiết kế để tận dụng công nghệ của Form 4 Series 3D printers. Các đặc tính cơ học được nâng cấp bao gồm độ dai phá hủy cao gấp 3 lần so với thế hệ trước, cùng khả năng chống trầy xước tốt hơn và bề mặt tối, mờ (matte).

 

Resin	Tough 2000 Resin V1	Tough 2000 Resin V2	ABS (tấm đùn – Extruded Sheet, McMaster-Carr)
Độ bền kéo cực đại	46 MPa	40,4 MPa	39 MPa
Mô-đun kéo	2100 MPa	1800 MPa	1800 MPa
Độ giãn dài khi đứt	44%	79%	8%
Độ bền va đập Gardner @ 1/32 in (0,8 mm)	1,1 J	1,6 J	2,3 J
Năng lượng phá hủy (Work of Fracture)	115 J/m²	305 J/m²	2060 J/m²
Nhiệt độ biến dạng nhiệt @ 0,45 MPa	59 °C	70 °C	Chưa thử nghiệm. Theo tài liệu: 100 °C

Tough 2000 Resin thế hệ mới mang lại hiệu năng cạnh tranh trực tiếp với ABS, là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng hạng nặng yêu cầu độ bền và độ ổn định cao.

Tough 1500 Resin hoạt động bền bỉ trong các môi trường khắc nghiệt

Tough 1500 Resin là vật liệu đầu tiên trong Tough Resin Family thế hệ mới. Đây là vật liệu có độ đàn hồi cao, với độ bền, độ cứng và độ dai tương đương polypropylene (PP), mang lại khả năng chống nứt gãy, va đập và vỡ vụn vượt trội.

Tough 1500 Resin cung cấp độ dai phá hủy cao gấp 10 lần so với phiên bản trước, giúp các chi tiết chịu được khoan và taro ren, cùng với độ bền va đập Gardner cao gấp 3 lần, đảm bảo thành mỏng không bị vỡ. Độ giãn dài khi đứt cực cao (155%) và độ mỏi uốn Ross (8.000 chu kỳ) khiến vật liệu này trở thành lựa chọn lý tưởng cho các chi tiết có cấu trúc snap-fit và cơ cấu đàn hồi (compliant mechanisms).

Khi Tough 1500 Resin được thử nghiệm theo tiêu chuẩn lão hóa gia tốc trong nhà ASTM D4459, kết quả cho thấy nhiệt độ biến dạng nhiệt (HDT) đạt 66 °C và mức suy giảm độ giãn dài khi đứt (EAB) –30,4% sau 400 giờ*, mang lại khả năng chịu nhiệt và chống tia UV cao nhất trong số các vật liệu SLA có độ đàn hồi cao.

Resin	Tough 1500 Resin V1	Tough 1500 Resin V2	Polypropylene (extrusion grade)
Độ bền kéo cực đại	30 MPa	34 MPa	29,2 MPa
Mô-đun kéo	1260 MPa	1460 MPa	1600 MPa
Độ giãn dài khi đứt	64%	155%	125%
Độ bền va đập Gardner @ 1/32 in (0,8 mm)	2,5 J	5,0 J	2,7 J
Năng lượng phá hủy (Work of Fracture)	102 J/m²	1011 J/m²	~2000 J/m²
Nhiệt độ biến dạng nhiệt @ 0,45 MPa	45 °C	66 °C	Chưa thử nghiệm

Kể từ khi Tough 1500 Resin phiên bản cập nhật được ra mắt, người dùng đã in ra các chi tiết chịu được môi trường biển khắc nghiệt, bảo vệ xe dirt bike điện trong các chặng đua dài 120 dặm, cũng như các mẫu thử hoạt động ổn định trong thực tế.

In các chi tiết Tough

Đối với các chi tiết cần chịu uốn lặp lại, giữ nguyên hình dạng dưới tải trọng kéo dài, hoặc hoạt động trong môi trường mà các loại nhựa khác dễ bị biến dạng, luôn có một Formlabs Tough Resin đáp ứng được yêu cầu đó. Tough 1000 Resin, Tough 1500 Resin và Tough 2000 Resin là các resin kỹ thuật hiệu năng cao, được phát triển để tận dụng công nghệ của Form 4 Series 3D printers, mang lại các chi tiết hoạt động ổn định đúng lúc bạn cần.

Hãy sử dụng công cụ so sánh tương tác để xác định loại Tough Resin phù hợp nhất cho ứng dụng của bạn, hoặc yêu cầu một mẫu chi tiết miễn phí để tự mình đánh giá vật liệu. Để bắt đầu in, hãy mua resin hoặc liên hệ bộ phận kinh doanh để tìm hiểu về chính sách ưu đãi khi mua số lượng lớn.