Tầm quan trọng của việc căn mặt bàn in 3D chính xác: cách lớp đầu tiên ảnh hưởng tới toàn bộ quá trình in

Trong cộng đồng in 3D, có một quan niệm phổ biến rằng việc căn mặt bàn chỉ là một công đoạn “đơn giản” trước khi bắt đầu in. Thực tế, nếu bạn đã từng phải cắt bỏ phần in vì lớp đầu tiên không bám dính, hoặc phải lặp lại một model chỉ vì một vài milimet trong độ cao, bạn sẽ hiểu rằng căn mặt bàn không chỉ là bước chuẩn bị mà còn là yếu tố quyết định đến thành công hay thất bại của toàn bộ quá trình in.

Ngược lại với suy nghĩ “căn mặt bàn chỉ mất vài giây”, nhiều người dùng máy in 3DXem các sản phẩm Máy In 3D đã trải qua những lần phải dừng in giữa chừng, nhìn những chi tiết bị lệch, hoặc thậm chí thấy nozzle dính vào bề mặt và gây hư hỏng cố định. Những trải nghiệm này cho thấy lớp đầu tiên không chỉ là “đệm” mà còn là “cầu nối” giữa thiết kế kỹ thuật số và vật chất thực tế. Khi lớp đầu tiên được đặt đúng vị trí và độ dày phù hợp, các lớp tiếp theo sẽ “bám” một cách ổn định, giảm thiểu các sai lệch và biến dạng.

Hiểu đúng về “căn mặt bàn” trong in 3D

Khái niệm và mục tiêu cơ bản

Căn mặt bàn, hay còn gọi là “bed leveling”, là quá trình điều chỉnh khoảng cách giữa bề mặt in và đầu phun (nozzle) sao cho khoảng cách này đồng nhất trên toàn bộ diện tích bàn in. Mục tiêu không chỉ là tạo một khoảng cách đủ để nhựa chảy ra và bám dính, mà còn là bảo đảm rằng mọi điểm trên bàn đều có cùng độ cao tương đối với nozzle, tránh hiện tượng “căng” hoặc “lỏng” ở các góc bàn.

Lý do lớp đầu tiên quan trọng hơn bạn nghĩ

Thứ nhất, lớp đầu tiên quyết định mức độ bám dính của vật liệu lên mặt bàn. Nếu khoảng cách quá lớn, nhựa sẽ không đủ thời gian để chạm và nguội, dẫn tới hiện tượng “lifting” – mô hình bị nâng lên khỏi bàn. Ngược lại, nếu khoảng cách quá nhỏ, nhựa sẽ bị ép chặt, tạo ra các “ridges” (đường rãnh) và có thể làm hỏng bề mặt bàn. Thứ hai, lớp đầu tiên ảnh hưởng đến độ chính xác chiều rộng và chiều cao của các chi tiết. Khi nozzle di chuyển qua các vị trí khác nhau, một sai lệch nhỏ trong độ cao có thể khiến các góc không thẳng, làm giảm độ chính xác tổng thể của model.

So sánh các phương pháp căn mặt bàn

Phương pháp thủ công vs tự động

Phương pháp thủ công thường dựa vào việc quay các vít điều chỉnh góc và độ cao của bàn, kèm theo việc sử dụng giấy hoặc thước đo để kiểm tra. Ưu điểm của cách này là chi phí thấp và khả năng tùy chỉnh chi tiết từng góc. Tuy nhiên, nó đòi hỏi người dùng phải có cảm giác “tay nghề” và thời gian để lặp đi lặp lại các bước cân chỉnh, dễ gây ra sai sót khi không có tiêu chuẩn đồng nhất.

Ngược lại, các hệ thống tự động (auto-leveling) sử dụng cảm biến đo khoảng cách (như BLTouch, inductive sensor) để quét toàn bộ bề mặt bàn và tự động điều chỉnh offset. Khi so sánh, tự động giúp giảm thiểu lỗi người dùng và tiết kiệm thời gian chuẩn bị. Tuy nhiên, nó vẫn yêu cầu hiệu chỉnh ban đầu và có thể gặp vấn đề nếu cảm biến không được lắp đặt đúng cách hoặc nếu bề mặt bàn không phẳng.

Thiết lập độ cao đầu nozzle: cảm biến vs giấy

Cách dùng giấy (paper test) là một trong những phương pháp truyền thống nhất. Người dùng đặt một tờ giấy mỏng lên bàn, hạ nozzle xuống cho đến khi cảm nhận được một “cảm giác ma sát nhẹ”. Phương pháp này đơn giản, không tốn chi phí và dễ thực hiện ngay trên máy. Nhược điểm là độ chính xác phụ thuộc vào cảm nhận cá nhân và độ dày của giấy, có thể dẫn đến sai lệch trong các khu vực không được kiểm tra.

Cảm biến đo khoảng cách, như cảm biến điện dung hoặc cảm biến tia laser, cung cấp dữ liệu số chính xác hơn. Chúng đo khoảng cách tới bàn trong từng điểm và tự động tạo ra một bản đồ độ cao. Khi so sánh, cảm biến cho phép điều chỉnh đa điểm một cách đồng nhất, giảm thiểu hiện tượng “tilt”. Tuy nhiên, chúng đòi hỏi một mức đầu tư ban đầu và có thể gặp khó khăn trong việc thích nghi với các loại bề mặt khác nhau (như kính, nhôm, hay bề mặt có lớp dán).

Hậu quả của việc căn mặt bàn không chính xác

Chất lượng bề mặt và độ bám

Khi khoảng cách không đồng đều, một số vùng trên bàn sẽ nhận được lớp nhựa quá dày, trong khi các vùng khác lại quá mỏng. Kết quả là bề mặt model xuất hiện các vết lõm, gợn sóng hoặc “stringing” (dây nhựa kéo dài). Những khuyết điểm này không chỉ làm mất thẩm mỹ mà còn có thể ảnh hưởng tới chức năng của các chi tiết cơ khí, như lỗ khoan không đúng kích thước hoặc các khớp không khớp nhau.

Rủi ro hỏng mô hình và lãng phí nguyên liệu

Trong trường hợp lớp đầu tiên không bám dính, mô hình có thể bị “detached” ngay sau vài lớp, khiến toàn bộ bản in bị rơi và dính lên các bộ phận khác của máy. Ngoài việc mất thời gian in, người dùng còn phải tiêu tốn nguyên liệu nhựa, và trong một số trường hợp, phải thay thế bộ phận nozzle bị mòn do va chạm với bàn. Điều này tạo ra chi phí gián tiếp và làm giảm hiệu suất làm việc của máy.

Làm sao để kiểm tra và tối ưu lớp đầu tiên

Kiểm tra bằng mắt và cảm giác

Trước khi bắt đầu in, một cách nhanh chóng để đánh giá lớp đầu tiên là quan sát dòng nhựa khi nó chạm vào bàn. Nhựa nên tạo ra một dải mỏng, đồng đều, không có dấu hiệu “bong bóng” hay “đứt đoạn”. Khi cảm nhận, bạn có thể dùng ngón tay (đối với máy in có bàn nóng) để chạm nhẹ vào bề mặt và cảm nhận độ cứng – một lớp đầu tiên tốt sẽ có cảm giác hơi “dẻo” nhưng không bị chảy ra.

Sử dụng test print (calibration cube, benchy)

Model chuẩn như Calibration Cube 20mm hoặc Benchy (đồ vật mẫu) được thiết kế để kiểm tra độ chính xác của lớp đầu tiên và các thông số in khác. Khi in các mẫu này, bạn có thể quan sát các góc, cạnh và mặt phẳng để nhận ra bất kỳ chệch lệch nào. Nếu các góc không vuông, hoặc mặt trên có các “bulge” (bong tròn), đó là dấu hiệu cho thấy căn mặt bàn chưa đạt chuẩn và cần điều chỉnh lại.

Thực tế người dùng: trải nghiệm và phản biện

Những câu chuyện thành công

Một nhóm hobbyist chia sẻ rằng sau khi chuyển sang sử dụng cảm biến BLTouch và thực hiện quy trình tự động cân chỉnh mỗi khi thay đổi vật liệu, thời gian chuẩn bị giảm từ 15 phút xuống còn dưới 5 phút, đồng thời tỉ lệ lỗi in giảm đáng kể. Họ nhận xét rằng “căn mặt bàn” không còn là công đoạn gây lo lắng, mà trở thành một bước kiểm tra nhanh, giống như kiểm tra độ pin của điện thoại trước khi dùng.

Những câu hỏi còn lại

Trong khi nhiều người đã đạt được kết quả ổn định, vẫn còn những thắc mắc: Liệu việc cân chỉnh quá thường xuyên có thực sự cần thiết khi máy in được đặt ở môi trường ổn định? Cảm biến tự động có thể thay thế hoàn toàn cảm giác “tay nghề” của người dùng không? Những câu hỏi này cho thấy dù công nghệ đã tiến bộ, việc hiểu sâu về nguyên lý căn mặt bàn vẫn là nền tảng để đưa ra quyết định phù hợp với từng tình huống thực tế.

Cuối cùng, khi bạn đứng trước quyết định “căn mặt bàn thủ công hay để máy tự động”, bạn sẽ ưu tiên yếu tố nào hơn: tốc độ, độ chính xác hay sự kiểm soát cá nhân? Hãy suy ngẫm và chia sẻ quan điểm của mình.