Đệm giảm áp in nhựa dẻo Flex

Một người bạn của tôi bắt đầu gặp vấn đề với xương cụt. Công việc yêu cầu anh ấy phải ngồi nhiều, và dù có ghế văn phòng khá tốt, anh ấy vẫn bị đau ở các điểm chịu áp lực. Bác sĩ đã kê toa một loại đệm giảm áp, nó thực hiện tốt chức năng y tế và chắc chắn đã giúp ích cho anh ấy.

Tuy nhiên, những vấn đề khác bắt đầu xuất hiện. Đầu tiên là việc bị nóng và đổ mồ hôi vì loại đệm đó không hề thoáng khí. Nó cũng ép anh ấy phải ngồi ở những tư thế khác nhau tùy vào loại ghế đang dùng. Ngồi ở công ty thì thoải mái hơn, nhưng khi làm việc tại nhà, độ cong của ghế lại gây áp lực khó chịu lên phần đùi.

Vì công việc của tôi liên quan đến việc chế tạo xe lăn tùy chỉnh, anh ấy đã tìm đến nhờ tôi thử tạo ra thứ gì đó tốt hơn — và đó là cách dự án này bắt đầu.

Bước đầu tiên là điều chỉnh hình học của đệm sao cho khớp với cơ thể anh ấy chính xác hơn. Đồng thời, chúng tôi cũng xác định độ cứng mong muốn.

Sau khi tối ưu hóa kích thước, tôi nghĩ đến cách đơn giản nhất để bù đắp độ cong của các loại ghế khác nhau. Tôi quyết định sử dụng cấu trúc tổ ong (honeycomb). Khi được định hướng đúng cách, cấu trúc tổ ong có khả năng co giãn theo chiều ngang và thích ứng với độ cong của mặt ghế mà không làm thay đổi đáng kể hình dạng tổng thể của đệm. Việc định hướng tổ ong (90°) ở đây cực kỳ quan trọng — nếu không, nó sẽ không đạt được hiệu quả chịu tải như ý.

Thử thách tiếp theo: làm thế nào để tạo ra các mức độ cứng khác nhau một cách ổn định. Đây là một bản in rất dài, nên sự ổn định quan trọng hơn việc thử nghiệm.

Sử dụng nhiều loại nhựa dẻo là ý tưởng hiển nhiên, nhưng nếu không có máy in đa vật liệu hỗ trợ TPU, chúng ta chỉ có thể thay đổi độ mềm theo từng lớp. Điều đó sẽ làm thời gian in trở nên không thực tế.

Một lựa chọn khác là thay đổi tỷ lệ infill. Vấn đề là bản in hoàn thiện phải chịu tải trọng đáng kể, thường là lực cắt. Việc thay đổi tỷ lệ infill sẽ làm giảm độ chồng chéo của các lớp và có khả năng tạo ra các điểm yếu.

Vì vậy, giải pháp tôi chọn là thay đổi chiều cao lớp in (layer height) và độ rộng đường in (extrusion width). Bằng cách sử dụng các modifier, tôi đã xác định các vùng với chiều cao lớp, cấu trúc infill và độ rộng đường in khác nhau — và bắt đầu in.

Bản in sử dụng đầu phun 0.6 mm. Phần đế tổ ong bắt đầu với chiều cao lớp 0.3mm, 8% infill và độ rộng đường in 0.65mm. Cách 2mm phía trên phần chuyển tiếp infill, tôi dùng một đường viền (perimeter) duy nhất. Lưu ý quan trọng: infill anchor phải được đặt bằng 0 ở các vùng không có perimeter, nếu không bạn sẽ bị tình trạng kéo tơ (stringing) nghiêm trọng.

Sau đó, tôi chuyển sang 8% gyroid infill nhờ đặc tính chịu tải ba chiều tuyệt vời của nó. Khu vực chuyển tiếp bắt đầu với chiều cao lớp 0.2 mm và độ rộng 0.68 mm, giúp cải thiện khả năng liên kết và tạo ra lớp đệm nền cứng cáp hơn.

Hai mm sau đó, tôi tăng chiều cao lớp lên 0.32mm và giảm độ rộng đường in xuống 0.6mm để làm mềm cấu trúc trở lại.

Tôi cũng thêm một phần "cuộn" nhỏ ở cạnh xương ngồi để giữ đệm ổn định bất chấp góc ngồi dốc. Phần này tiếp tục sử dụng độ rộng đường in 0.68 mm. Hình dạng chính xác tại đây lý tưởng nhất là nên được tùy chỉnh.

Sau tất cả sự chuẩn bị và thời gian in dài, chiếc đệm đã sẵn sàng để kiểm tra. Kết quả: mọi thứ đều vừa vặn, cảm giác rất tốt và đúng như mong đợi. Một điểm cộng thú vị là bạn tôi thấy cấu trúc gyroid rất thoải mái dù ngồi trực tiếp, nên tôi thậm chí không cần may thêm vỏ bọc.

Tóm tắt nhanh:

Độ linh hoạt được kiểm soát qua chiều cao lớp in và độ rộng đường in → bám dính tốt hơn và thời gian in ngắn hơn. Định hướng cấu trúc nền rất quan trọng để xử lý hướng chịu tải. Đối với in không có perimeter, hãy đặt infill anchor bằng không nếu không muốn bị kéo tơ nặng. Thêm perimeter ngay phía trên phần chuyển tiếp infill để tăng độ ổn định cấu trúc. Đây không phải là sản phẩm y tế được chứng nhận. Thiết kế này được cá nhân hóa và cần điều chỉnh cho mục đích sử dụng chung. Nếu có đủ sự quan tâm, tôi có thể viết một hướng dẫn ngắn về cách tùy chỉnh nó đúng cách.

Trong trường hợp này, bản in sử dụng nhựa Shore 95A - Tôi sẽ sớm ra mắt phiên bản chia nhỏ, có thể dán lại để phù hợp với nhiều loại máy in hơn.

Chúc các bạn in flex vui vẻ!