Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (6)

ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ - BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY IN 3D SVTH: ĐỖ MINH TRUNG HIẾU VŨ HOÀNG ĐỒNG NAI, 06/2022 ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ - BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY IN 3D SVTH: ĐỖ MINH TRUNG HIẾU VŨ HOÀNG GVHD: Th.s TRẦN HỮU TUYỂN ĐỒNG NAI, 06/2022 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thạc Sĩ Trần Hữu Tuyển, giảng viên khoa điện – điện tử - trường đại học Lạc Hồng người tận tình hướng dẫn, bảo em suốt trình làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo trường đại học Lạc Hồng nói chung, thầy cô khoa điện - điện tử nói riêng dạy dỗ cho em kiến thức môn đại cương môn chuyên ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, ln tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt q trình học tập hồn thành đồ án tốt nghiệp Đồng nai, ngày tháng năm 2021 Sinh viên thực ĐỖ MINH TRUNG HIẾU VŨ HOÀNG LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tôi, số liệu, kết nêu đồ án tốt nghiệp trung thực xác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực đồ án tốt nghiệp xin phép, tất thơng tin trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Sinh viên thực ĐỖ MINH TRUNG HIÊU VŨ HOÀNG CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Máy in 3D khơng ngừng phát triển mạnh mẽ, lên ý tưởng từ ông Dr Kodama vào năm cuối kỉ XX Máy in 3D đưa vào sử dụng nhiều ngành nghề là: kiến trúc, ô tô, giáo dục, y học, … Qua việc tìm hiểu từ dịng máy in sử dụng, tham khảo ưu điểm nhược điểm loại máy từ nhóm nhận thấy vấn đề lớn dạng máy in truyền thống dạng Oxyz in tốc độ cao(tốc độ nhanh mà nhà sản xuất khuyên dùng 60mm/s) cho sản phẩm khơng đạt chất lượng nên nhóm định nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy in 3D in tốc độ cao mà sản phẩm đẹp Hình 2.1 Bản in bị lỗi 1.2 Mục tiêu nghiên cứu − Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy in 3D in sản phẩm trang trí, mơ hình, dự án tự chế − Tốc độ in 100mm/s-130mm/s cho sản phẩm đẹp đạt yêu cầu − Giảm thời gian giảm chi phí in cho sản phẩm 1.3 Phạm vi nghiên cứu − Tìm hiểu dịng máy in 3D có sẵn thị trường, tham khảo ưu điểm nhược điểm máy hãng − Lên vẽ máy in 3D phần mềm solidworks − Tính tốn truyền động − Lựa chọn thiết bị chế tạo phần khí phần điện CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1Tìm hiểu máy in 3D In 3D phương pháp sản xuất dựa công nghệ tiên tiến, quy trình sản xuất bồi đắp lên lớp để hình thành dần chi tiết với độ xác lớp in mm Để tạo sản phẩm phương pháp in 3D cần thông qua phần mềm xuất Gcode Các phần mềm thiết kế xuất file có dạng STL chuyển sang hình ảnh 3D với mặt đỉnh giống với hình tam giác Tệp file STL chia nhỏ thành nhiều lớp 2D từ đưa vào liệu máy in Đặc điểm công nghệ in 3D là: - Thực tạo mẫu thời gian ngắn, điểm mạnh phương pháp So với công nghệ chế tạo sản phẩm thông thường quy trình cơng nghệ in - 3D có thời gian đạt hiệu nhanh Công nghệ in 3D áp dụng vào sản xuất từ nhiều loại nguyên vật liệu Đặc biệt chất liệu nhựa có tính đàn hồi tốt Những chất liệu nhựa có khả tạo dáng nhiều kiểu chịu tác động nhiệt Bên cạnh đó, cơng nghệ chế tạo đồ vật với nhiều chi tiết đầy đủ phù hợp với kích thước dịng máy in 2.2Một số loại máy in 3D 2.2.1 Máy in 3D Prusa I3 Hình 1: Máy in 3D Prusa I3 [2] • − − − − − − − − − • − − − − • − − Thơng số kỹ thuật: Khối xây dựng: 250 x 250 x 250 Kích thước sợi nhựa in: 1.75mm/ 3mm Công nghệ in: FDM Vật liệu in 3D: ABS, PLA, PETG, … Heated Bed MK3 Bộ đùn (extruder): J Head Bộ điều khiển: RAMPS 1.4 Firmware: Marlin Giá thị trường: 6.400.000 vnđ Ưu điểm: Lắp ráp đơn giản, điều khiển khơng q khó khăn Dễ dàng tìm kiếm linh kiện Chi phí rẻ Phù hợp cho người tiếp cận vào in 3D Nhược điểm Độ xác khơng cao Máy rung chạy với tốc độ cao Hình 2: Sản phẩm in Prusa 2.2.2 Máy in 3D Nova3D Bene4 Mono Hình 3: Máy in 3D Nova3D Bene4 Mono [3] • − − − − − − • − − • − − − − Thơng số kỹ thuật Tên dịng máy: Nova3D Bene4 Mono Cơng nghệ in: SLA Kích thước máy (mm): 130 x 80 x 150 Giá thị trường: 13.900.000 vnđ Vật liệu in: Nhựa tổng hợp, nhựa dẻo, nhựa đa khoa, nhựa kỹ thuật, … Độ phân giải lớp tối thiểu (micromet): 10 Ưu điểm Độ xác cao In sản phẩm với hình dạng phức tạp Nhược điểm Vật liệu in tương đối đắt Đòi hỏi việc bảo quản sản phẩm phòng tối tránh ánh sáng mặt trời Giá thành đắt so với dòng máy in 3D khác Sản phẩm in xong có chứa lượng nhựa độc hại Hình 4: Bản thiết kế mẫu đế giày in từ máy in SLA 2.2.3 Máy in 3D Delta Hình 5: Máy in 3D Delta [1] • − − − − − − − − − − Thông số kỹ thuật Kích thước bàn in: 220 x 330mm Kích thước máy: 400 x 750 mm Cơng nghệ in: FDM Kích thước sợi nhựa: 1.75mm Vật liệu in PLA, TPU, PETG Tốc độ in max: 150mm/s Hiển thị LCD 2004 Giao tiếp: USB, SD Giá thị trường: 7.250.000 vnđ Gia nhiệt đầu đùn bàn in tối đa: 2650 1100 10 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://vietmachine.com.vn/may-in-3d-delta-180-220.html [2] https://vietmachine.com.vn/may-in-3d-prusa-p200.html [3] https://vi.aliexpress.com/i/4000068191969.html [4] https://www.cytrontech.vn/c-raspberry-pi/p-raspberry-pi-zero-2-w-wch [5] https://phongvupc.com/board-mach-chinh-hang-mks-gen-l-nsh9400496730.html [6] https://engineeringlibrary.org/reference/coefficient-of-friction [7] https://www.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Accelerometer/ADXL345.pdf [8] https://www.klipper3d.org/Config_Reference.html [9] http://thayrevanlang.yolasite.com/resources/GTCTM.pdf [10] Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh 2004 [11] Th.S Trần Ngọc Nhuần, Phương pháp tính tốn truyền động đai răng, , Tạp chí khoa học – Công nghệ Thủy Sản số 03-04/2006, Đại học Nha Trang [12] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập một, NXB Giáo dục [13] Coefficient of Friction | Engineering Library [14] https://www.orientalmotor.com/motor-sizing/index.html [15] https://www.hiwin.tw/download/tech_doc/gw/Linear_Guideway-(E).pdf https://www.klipper3d.org 70 PHỤ LỤC: HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT PHẦN MỀM Cách cài đặt SSH Octoprint lên Raspberry Pi zero 2W: B1: Truy cập trang chủ www.raspberrypi.com để tải cài đặt Raspberry Pi Imager B2: Mở Raspberry Pi Imager Sau bấm Choose Os (Chọn phần mềm hệ điều hành cài đặt) ➡Other specific-purpose os ➡3D printing ➡Chọn Octoprint B3: Choose Storage (chọn ổ đĩa muốn cài đặt vào thẻ nhớ Micro SD kết nối với máy tính) B4: Nhấn tổ hợp phím Ctrl+Shift+X để mở giao diện cài đặt SSH Làn lượt từ tên xuống Đặt tên máy chủ tiếp đến chọn ô Enable SSh để mở chế độ bắt đầu cài đặt tên mật đăng nhập Tiếp đến chọn cấu hình wifi sử dụng bấm Save để lưu cài đặt B5: Ở hình chọn Write để bắt đầu tải cài đặt vào nhớ thẻ microSD 71 3.5.5.1: Giao tiếp SSH PUTTY client PUTTY phần mềm giao tiếp Raspberry pi zero 2W máy tính sau tải cài đặt xong giao diện phần mềm xuất sau Chọn lọai kết nối SSH bấm tên Host key mà lúc trước đặt phần cài đặt SSH cho Raspberry 72 Bấm tên đăng nhập mật cài đặt trước cho Raspberry, thành cơng giao diện lên Một số câu lệnh hệ điều hành Linux sử dụng: Tên đầu câu lệnh Git clone Chức chung Sao chép remote dự án từ Github máy local Cd Make menuconfig Dùng cơng cụ tương tự định cấu hình nguồn Linux, bước cần thiết để biên dịch mã nguồn Ls Dùng để tạo sanh sách liệt kê thông tin tập tin thư mục hệ thống tập tin Sudo Sudo cho phép User chạy chương trình với đặc quyền bảo mật User khác hệ điều hành Linux Tiếp theo bắt đầu cài đặt Firmware cho máy in 3D: Trên hình terminal PUTTY khởi tạo lệnh 73 “git clone https://github.com/Klipper3d/klipper /klipper/scripts/install-octopi.sh” nhấn Enter Sau đợi tải nguồn xong ta dùn lệnh “cd ~/klipper/” để di đến mục Klipper thao tác chỉnh sửa nằm mục Dùng “make menuconfig” để khởi tạo menu chỉnh sửa cấu hình chip điều khiển máy in 3D để giao tiếp với bo Raspberry Pi Zero 2W mục ta chọn vào tìm đến Atemega AVR Enter chọn chương trình tự động quay hình hiên thêm mục Processor model(loại chip bo điều khiển dùng) 74 Enter để chọn chip Atemga2560 xong nhấn Q sau nhấn Y để lưu giao diện cấu hình chip Nhấn lệnh make để biên dịch tệp mục klipper, tương tự Complie Arduino IDE trường hợp Sau biên dịch hồn thành để nạp firmware vào chip atmega2560 cần biết mã sê ri riêng chip sử dụng lệnh ” ls /dev/serial/by-id/*” nhận phản hồi số sê ri( chip có seri riêng ) Bắt đầu nạp code phải dừng toàn dịch vụ klipper để tránh lỗi không mong muốn” sudo service klipper stop”(sudo bắt nhập mật host local để trao quyền thực thi cho người dùng) nhấn ” make flash FLASH_DEVICE=/dev/serial/by-id/”,”sudo service klipper start” để mở lại dịch vụ Klipper Để dùng klipper cần chỉnh sửa lại cài đặt Octoprint hình 75 Ở ô Additional serial port (thêm cổng kết nối sê ri ngồi) gõ /tmp/printer lúc chọn cổng sê ri kliper để sử dụng với Octoprint Điều chỉnh thơng số máy in: Cấu hình thơng sơ máy tệp “printer.cfg” để truy cập vào sử dụng phần mềm File Zilla 76 Ở hàng nhập đại ip mà raspberry gán, tiếp đến tên đăng nhập mật cấu hình SSH trước với cổng kết nối 22 Enter để kết nối Truy cập vào đường dẫn để tải mẫu cấu hình chân cho mạch Ramps Ramps mạch MKS gen l v2.1 dùng chung chip atmega2560 “https://github.com/Klipper3d/klipper/blob/master/config/generic-ramps.cfg” Tải mở Notepad++ để chỉnh sửa phần code cấu hình với thơng số máy nhóm thiết kế lưu đuôi ”.cfg” copy vào thư mục”pi” Raspberry 77 ... điện tử - trường đại học Lạc Hồng người tận tình hướng dẫn, bảo em suốt trình làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường đại học Lạc Hồng nói chung, thầy khoa điện - điện tử nói riêng... trình học tập hồn thành đồ án tốt nghiệp Đồng nai, ngày tháng năm 2021 Sinh viên thực ĐỖ MINH TRUNG HIẾU VŨ HOÀNG LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tôi, số liệu, kết nêu đồ án. . .KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ - BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY IN 3D SVTH: ĐỖ MINH TRUNG HIẾU VŨ HOÀNG GVHD: Th.s TRẦN HỮU TUYỂN ĐỒNG NAI, 06/2022