Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ và quỹ đạo đầu đùn đến chất lượng sản phẩm trong quá trình FDM (fused deposition modeling)

138 3 0
Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ và quỹ đạo đầu đùn đến chất lượng sản phẩm trong quá trình FDM (fused deposition modeling)

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

I H C QU C GIA TPHCM IH - NGUY N THANH H I U NG C N CH T NG S N PH (FUSED DEPOSITION MODELING) Ch T LU TP H I IH I H C QU C GIA TP H ng d n khoa h c : PGS.TS ch m nh PGS.TS PH M NG C TU N ch m nh TS H TH THU NGA Lu cb ov t nH ih 29 m: PGS.TS NGUY N H U L C PGS.TS PH M NG C TU N TS.H TH THU NGA TS.NGUY N T n c a Ch t ch H lu CH T CH H c s a ch a (n NG PGS.TS NGUY N H U L C NG KHOA PGS.TS NGUY N H U L C IH C I CH c l p - T - H T NAM NHI M V LU H t N THANH H I MSHV: 11280407 12/1987 TP H Ch T I- U N CH T L : 605204 NG C NG S N PH FDM (FUSED DEPOSITION MODELING) II- NHI M V - T - I DUNG: u DM - ,x IIIIVV- PGS.TS M V : 21/01/2013 M V : 21/06/2013 NG D N: PGS.TS L IC cg il ic n ng d n th y tr em nhi nh m c a th u nh cho em th c nh khuy n su c hi n lu Em xin c u c ng D om i u ki n cho em th c hi Em xin c nt tc T o- l p Cao h ng n n t Ch n th s m ng Con xin g i l nm ,m y d nh ng l ph lo l n lao c a m ng h c t p c c s ng S ng l h m ng cu c s ng Cu gian h c t p t tc b iH tr t th i c hi n lu n em u thi t k ch t Vi c ng D o m u nhanh tr c hi n lu TP H NGUY N THANH H I T om n tr p thi t k ,ch t gh FDM khai ng d ng t o m n xu t t hi u qu c bi t ph c v cho gi i V mk tc n, a ch u tri n gi i V i s may m cc thi t k , ch t om Khoa H Vi t Nam ch c ti p c n v tri n th hi n lu u ng c n ch ng s n ph FDM h om c qu o di chuy n h ki m th i gian t o m ng s n ph Lu c t l p, ng c Tin H c c Vi m c u t, ti t o m u, thu n nh ng c i thi ng qu oc nh n ch ng s n ph m , c bi b n a s n ph m c nghi m, lu t om - Vi ng D ng v i v t li u nh ng th i s ti b i V t Li u iH K t qu c a lu ng quan v om i v i v t li u nh a PLA (Polylactic b t t nh xu t o m u Ngo t qu c c gi a t y, nhi kho Acid), s nghi m s u cx b a m u ABSTRACT Rapid prototyping is becoming a powerful tool, especially for the design industries, manufacturing in the world With the advantages of simple structure, no laser sources, FDM are preferred for research to production in the countries of the world With fortune to work with the team project "Research design, manufacture the cheap rapid prototyping machin " by the Institute of Applied Mechanics and Information-Viet Nam Academy of Science and Technology, I have access to new technology and research and development opportunities in the past Therefore, I made the thesis "Study of the influence of technological parameters and the trajectory of the extrusion to product quality in FDM process" to analyze, evaluate, thereby making the reasonable parameters of the IAMI the prototyping machine and determine the trajectory of the moving extrusion reasonable help increase productivity, improve product quality, fast localization technology The thesis focuses on analyzing the theoretical basis of modeling, tomography algorithm, various parameters to determine the influence of technological parameters, trajectory of the moving extrusion such as high quality exact size, surface roughness and prototyping especially tensile strength of the product During the experiment, the thesis uses IAMI machine with PLA material The roughness, tensile strength of modeling will measured at the Department of Materials Technology- University of Technology , HCM City The results of the thesis is an overview of the theoretical basis prototyping process, range of parameters of IAMI machine for plastic material PLA (Polylactic Acid), the group of parameters will determine for the best tensile strength In addition, the results of the experiment will be processed in order to provide the function relationship between the filling speed, the extrusion temperature with the tensile strength of the sample L I CAM K T NGUY N THANH H I H p: cao h ch t o h Theo quy cc h c hi n lu n ng c ih cv u nh n ch FDM i s i ng c a s n ph m ng d n c a PGS.TS t n 21/06/2013 t nghi p cao h hi n lu nh c c hi ih c iH ng d n c a PGS.TS m v i nh ng l i cam k ph c hi n lu ih sai cx iH Minh H Nguy n Thanh H i a CB HVTH - 11280407 CB M C L C DANH M C V DANH M C B NG BI U DANH M C T VI T T T - I THI U V - 1.1 XU NG TRI N C A NGH T O M U NHANH - 10 1.2 GI I THI U V NGH V T LI U D NG (FDM) 11 1.2.1 C A T O M U NHANH THEO NGH FDM 11 1.2.2 PH M VI NG D NG C A NGH FDM - 12 1.3 C P THI T C A 13 1.4 C U 13 1.5 KHOA H C C A LU N 14 1.6 TH C TI N C A LU N 14 U 15 2.1 C U TRONG C - 16 2.2 C U C TH GI I - 16 2.2.1 T NG QUAN V CHU I D LI U, QUY T O M U NHANH 18 2.2.2 T NG QUAN V S NGH QU O U - 20 2.2.3 T NG QUAN V C U TH C NGHI M S NH NG C A S NGH QU O U N CH T NG M U 22 T NG K T - 31 O M U NHANH 32 3.1 CHU I D LI U, THU T C TL P NH D NG STL - 33 3.1.1 GI I THI U C U D LI U STL 34 3.1.2 THU T C T L P TRONG FILE STL 35 3.2 C U CH T V T LI U TRONG T O M U 38 3.2.1 C U I V I V T LI U T O M U TRONG NG NGH FDM 39 3.2.2 CH Y L NG C A S I V T LI U TRONG U 42 HVTH - 11280407 CB 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.4 S NGH - 44 C U V VI C THI T K U - 44 T C - 47 NG L C H C C A U 48 D NG QU O U 50 N Y CHI TI T (PART FILL STYLE) - 51 3.4.2 S C A NG (CONTOUR) , NG N Y (RASTER) - 53 3.4.3 NG T O M U - 56 T NG K T - 59 U TH C NGHI NG C CH NH N NG C A M U - 60 4.1 THI T B T O M U , M U TH NGHI M ,THI T B 61 4.1.1 THI T B T O M U - 61 4.1.2 M U TH NGHI M 66 4.1.3 S NGH 66 4.1.4 THI T B - 67 4.2 C U TH C NGHI M NH NG C A T C N Y, NHI T U D NG QU O U N B N C A M U - 69 4.2.1 CH N L A S NGH D NG QU O 69 4.2.2 K HO CH TH NGHI M - 70 4.2.3 K T QU X K T QU TH C NGHI M NH NG C A V T N B N V I N Y C NHAU 75 4.2.3 K T QU X K T QU TH C NGHI M NH NG C A V T N B N V I RASTER NHAU 84 4.2.4 K T QU X K T QU TH C NGHI M NH NG C A V T N B N V I NG T O M U NHAU - 91 T NG K T - 101 T LU 5.1 5.2 N - 103 K T QU T C - 103 NG TRI N C A LU N 105 U THAM KH O - 106 HVTH - 11280407 CB HVTH - 11280407 CB L C HVTH - 11280407 CB HVTH - 11280407 CB THI T K H TH NG TRUY OM U I NHANH FDM DESIGN ANALYSIS FDM MACHINE TRANSMISSION SYSTEMI Ph m Quang Th ng1,a, Tr Nguy n Thanh H i1 Vi P c m Tr ng D ng - Vi n Khoa H m Qu a u Khi n S , Hoa2 Vi t Nam Thu t H Th ng pqthangqn@yahoo.com, 0905968885 t: H th ng truy quan tr ng vi c di chuy nv o m u, n ch t ng c a s n ph a ch n, ti t k h th ng truy ng th ng su n d ng c a h th ng b ng ph n m m Ansys T ng h c, h th ng truy ng, t o m u nhanh Abstract FDM machine transmission system has an important role in moving the extrusion head to process position, affecting the quality of the product On the basis of the alternative has selected, conduct design calculations FDM machine transmission system, and calculate the stresses and displacements of the system using Ansys software Keywords: Fused Deposition Modeling, Fused filament Fabrication, rapid prototyping, vibration machine I Gi i thi u c t o m u nhanh FDM (Fused Deposition Modling) t om c a th k 21 T o m th hi o m u s n ph n xu n ph m cu tb ba chi i thi t k chuy n nh ng d li ng m u th c m y so v i vi c t o m u b n th ng m t t nhi u tu n nhi c t o m u b ng RP nhanh t nhi u Do m n xu HVTH - 11280407 CB n ph m th c o m u nhanh t om ngh quan tr gi t om S n xu t nh n ib t u n c a khoa h c k thu thu u ki n cho k k t h p gi t o s n ph m n n, nt ba chi pc th b t k p t n khoa h ti c s gi i quy c mn ib t c a th gi uv cv cv n ph m c ch t o ng th ng th gi i FDM ninh qu c ng d ng r c, an n ph m tk i v t li u nh a t m t cu n c t bu ng gia nhi xu ng b m c cg nv i u di chuy n c m t ph ng xy Khi di chuy n theo m nh s n, t o m t l p m ng v t li u l p v t li u c ng l i sau b qua k i Khi m t l p ng xong, khung m c HVTH - 11280407 CB h xu ng theo chi u z t m t bu ch y c a v t li chu n b cho l p ti p theo h th c v i nhi ch pd k t v i hi u qu (1) D m truy ng X-Y-Z, c m c p li u u h th ng truy tk : ph h th ng truy ng, c p li u th u u khung ph c ng v ng cao, ch u nhi t l t v t li u c a khung, khung ph m b o cho h th ng truy ng t l c hay tb b ph n truy ng, c p li t k khung cho ti t ki gian, man , th m m pv im c ch t o t nhi u lo i v t li u v p t nh c d d a ch h t t t nh t, tr ng nh t V u tr ng c ct nh ng s ng v t 40x40mm, b ph cb m ch c nh om us tt i th ng c p li u s t p li u s t h th ng ng d ng s nv t li u t o m u HVTH - 11280407 CB v d m H uh y i v i s n ph y t v i b ph cl - om tk t nk i v i t p nh t k h th ng truy truy Kh tr c X, kh L (2.1) c Y bao g u ph theo, d n m m thi t k th ng truy a b truy n tr c X: Fqt = m.a = 10 = 10N S c II: n2 v.60000 d2 0,1.60000 50 (2.2) 38,19 n u=4 (3) = u.n2 = 4.38,19 = 145,76 T s truy n c a b truy S a tr c II : P2 Fqt vo 10.0,1 W (2.3) Hi u su t c a b truy Hi u su t c a t c n thi P1 P2 0,95 0,995 L a ch s ng : 1, W (2.4) mb t cho b truy t c n thi t c Ta l a ch HVTH t Pdc = 2.P1 = 2.1,2 = 2,4 W - 11280407 (2.5) CB m 35 P1 / n1 35 1, 2.10 /145,76 0,7 n ta ch n m=1mm v p = 3,14 mm nh t s = Chi Chi (2.6) : = 50 Chi u r m = 9.1 = mm n ta ch n b = 12,5 mm (3) ,s Ch n z1 Kho a c: amin amax (2.7) 0,5m( z1 z2 ) 2m a 2m( z1 z2 ) 0,5.1(24 96) 2.1 a 62,1 a 240 2.1(24 96) Ta ch n kho zd 2: z2 = u.z1 = 4.24 = 96 c : a = 100 mm z1 z2 2a p ( z2 z1 )2 p 40a (2.8) zd 2.100 3,14 24 96 (96 24) 3,14 128 mm 40.100 (3) ch n zd B b truy P = 2,4W V nt c T s truy n b truy u=4 m=2 S Kho HVTH c a = 100mm Chi L = 780 mm S Zd - 11280407 cY CB n tr c d ng : Trong c m chuy ng tr c ac m truy mb b nv cd a tr c d ng s ch c n thi t k tr c ng tr u n v c a h ph i nh nh t V t li = 210000 MPa L c : Fm = 98,1 N Ti t di n d Chuy n v l n nh t t t l c : y = 0,0079mm ng su t u n c a d m : [ ] = 12,49 MPa [ max ]=80 MPa K t qu u ki n b n tr c c bi cho tr c Z: truy n vit meu: - V nt HVTH t: vmax = 0,1 m/s - 11280407 CB - Gia t c ch : a = 1m/s2 c d ch chuy n nh nh t c a c 0,1 mm T i tr ng d c tr truy l n nh t, tr nh c a h L c ng d c tr t c n thi t c a b truy Hi u su t b truy n: K: h s ng d qt K tg tg ( t ) 0,85 t l p: s = ng t ng tr ng m u = 20 0,1= W tg 30 tg (30 6,80 ) 0, 258 (2.10) ng nm u: Pdc P qt 8W 0, 258 u v ng (2.9) c ch (2.11) n ng L a ch n tr c: L c d c tr c : Fa= 20 N c a tr c: 4.1,3.Fa [ K] d1 S 4.1,3.20 [40] 0.82 mm (2.12) n: c: d1 =10mm c ren: pz =2.5 mm S u m i ren: z=1 Chi ng c ng:L= 500mm n thi t c a tr c : nz 60v pz z 60 0,1 1000 2,5 (vg/ph) 2400 (2.13) th ng t b ph n m m l n t h u h n, ph m vi gi i quy t v c p nv ng phi c t p nt ng th c t c a t t c ng v t li u k thu cv tr (4) h cr ir t HVTH - 11280407 CB ti m m Ansys v u ki th ng ta nh c th hi n b ng sau: E = 200x10+9 i H s Poison = 0,3 Kh = 7800 i s d ng ph n Pa kg/m3 u ki cc T L ng c a c m truy ng XY F = 100 t t i tr ng K t qu HVTH - 11280407 N CB n d ng theo n nd HVTH ng bi n d - 11280407 d ng theo CB ng su t Nh th ng b ng ph n m m Ansys v p Cho k t qu nd ng su i pv thu t T k t qu y bi n d t nh ( -3 -3 -3 3,7214x10 mm, ymax = 1,726x10 mm, zmax = 0,264x10 mm) ng su t l n nh t h th ng r t nh so v i ng su t gi i h ( max = 0,872 MPa < [ max tr uk xmax = IV K t lu n y n k h th ng truy nt h uh ut om nh gi m c nh h t ng c t qu ub ng su n v h th m r ng h u ng s c t i ch t l ng t o m u u tham kh o Chee Kai Chua, Kah Fai Leong, Chu Sing Lim, Rapid Prototyping Principles and Applications 2nd Edition,Nanyang Technological University,Singapore, pp124-133 Nguy n H u L thi t k tb Tr nh Ch t k h th ng d t b n Giao D c, 2006 http://www.ansys.com/ HVTH - 11280407 CB HVTH - 11280407 CB HVTH - 11280407 ... THU T C T L P TRONG FILE STL 35 3.2 C U CH T V T LI U TRONG T O M U 38 3.2.1 C U I V I V T LI U T O M U TRONG NG NGH FDM 39 3.2.2 CH Y L NG C A S I V T LI U TRONG U ... t N THANH H I MSHV: 11280407 12/1987 TP H Ch T I- U N CH T L : 605204 NG C NG S N PH FDM (FUSED DEPOSITION MODELING) II- NHI M V - T - I DUNG: u DM - ,x IIIIVV- PGS.TS M V : 21/01/2013 M V : 21/06/2013... 2008 1.2 FDM) FDM FDM s d li u d c minh h a V t li p li u, v t li i h th nhi m v t li th n mi t li u s ph n gia nhi ng v t li y V t li ys l m u V t li t v i t ng l ph n s n ph ct C ut FDM t c

Ngày đăng: 20/03/2022, 01:02

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan