NGHIÊN cứu, TÍNH TOÁN, THIẾT kế đầu đùn và TRỤC x CHO máy IN 3d

2022 NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN, THIẾT KẾ ĐẦU ĐÙN VÀ TRỤC X CHO MÁY IN 3D Họ tên sinh viên : Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN, THIẾT KẾ ĐẦU ĐÙN VÀ TRỤC X CHO MÁY IN 3D Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xuân Bảo Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Mã sinh viên: 1811504110113 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hoàng Huy Mã sinh viên: 1811504110117 Lớp: 18C1 Đà Nẵng, tháng năm 2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN, THIẾT KẾ ĐẦU ĐÙN VÀ TRỤC X CHO MÁY IN 3D Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xuân Bảo Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Mã sinh viên: 1811504110113 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hoàng Huy Mã sinh viên: 1811504110117 Lớp: 18C1 Đà Nẵng, tháng năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho người hướng dẫn) Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Trần Khánh Duy – Nguyễn Hoàng Huy Lớp: 18C1 Mã SV: 1811504110113 - 1811504110117 Tên đề tài: Nghiên cứu,tính toán thiết kế đầu đùn trục x máy in 3D Người hướng dẫn: Nguyễn Xuân Bảo Học hàm/ học vị: Tiến Sĩ II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu đề tài: (điểm tối đa 1đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về kết giải nội dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: (điểm tối đa 4đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: (điểm tối đa 2đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Kết đạt được, giá trị khoa học, khả ứng dụng đề tài: (điểm tối đa 1đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… III Tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: (điểm tối đa 2đ) ……………………………………………………………………………………… IV Đánh giá: Điểm đánh giá: …… /10 (lấy đến số lẻ thập phân) Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 20… Người hướng dẫn TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho người phản biện) I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Trần Khánh Duy – Nguyễn Hoàng Huy Lớp: 18C1 Mã SV: 1811504110113 – 1811504110117 Tên đề tài: Nghiên cứu,tính tốn thiết kế đầu đùn trục x máy in 3D Người phản biện: ………………………….………… Học hàm/ học vị: ………… II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu đề tài: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về kết giải nội dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Kết đạt được, giá trị khoa học, khả ứng dụng đề tài: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Điểm tối đa TT Các tiêu chí đánh giá 1a 1b 1c 1d 2a 2b Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải nhiệm vụ đồ án giao - Tính cấp thiết, tính (nội dung ĐATN có phần so với ĐATN trước đây); - Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; giá trị ứng dụng thực tiễn; - Kỹ giải vấn đề; hiểu, vận dụng kiến thức bản, sở, chuyên ngành vấn đề nghiên cứu; - Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá; - Khả thiết kế, chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đặt ra; - Chất lượng sản phẩm ĐATN nội dung báo cáo, vẽ, chương trình, mơ hình, hệ thống,…; - Có kỹ sử dụng phần mềm ứng dụng vấn đề nghiên cứu (thể qua kết tính tốn phần mềm); - Có kỹ sử dụng tài liệu liên quan vấn đề nghiên cứu (thể qua tài liệu tham khảo) Kỹ trình bày báo cáo đồ án tốt nghiệp - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích; - Hình thức trình bày Điểm đánh giá 8,0 1,0 3,0 3,0 1,0 2,0 1,0 1,0 Tổng điểm theo thang 10 (lấy đến số lẻ thập phân) Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời buổi bảo vệ: ………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 20… Người phản biện TĨM TẮT Tên đề tài: Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Mã SV: 1811504110113 Lớp: 18C1 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hoàng Huy Mã SV: 1811504110117 Lớp: 18C1 Máy IN 3D thiết bị đại trọng điểm phổ biến việc gia công sản xuất chi tiết sản phẩm Thường áp dụng doanh nghiệp sản xuất chi tiết máy nay, nhằm sản xuất sản phẩm tiết kiệm thời gian gia công tạo suất cao cho doanh nghiệp Máy in 3D áp dụng cho lĩnh vực khí mà áp dụng cho toàn dạng sản xuất khác công nghiệp như: in 3d sản phẩm định hình khác… Vậy nên nhóm tác giả gồm hai thành viên dược hướng dẫn tận tình thầy cô giáo môn dựa theo kiến thức tích lũy học trường học Đã đưa việc tính tốn, thiết kế chế tạo mơ hình máy in 3D thực dựa nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm Khi sử dụng mơ hình gia cơng chế tạo nhiều dạng chi tiết khác cách thuận tiện mà xác nhờ vào việc sử dụng phần mềm Cura máy tính để điều khiển mơ Sử dụng phần mềm Solidworks để vẽ mơ hình tổng thể máy 3D xuất file STL để đưa vẽ thiết kế chi tiết máy Sau dựa vẽ gia công chi tiết lắp ráp phận lại với để mơ hình máy in 3D hoàn thiện TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: Ts Nguyễn Xuân Bảo Sinh viên thực : Trần Khánh Duy : Nguyễn Hoàng Huy Mã SV: 1811504110113 Mã SV: 1811504110117 Tên đề tài: Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D Các số liệu, tài liệu ban đầu: Khổ máy: Dài: 380mm, Rộng: 380mm, Cao: 460mm Vùng hoạt động: X: 200mm, Y: 200mm, Z: 200mm Kết cấu: Nhôm Nội dung đồ án: Lý thuyết: Tổng quan máy in 3D Tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết căng đai Bản vẽ: Bảng vẽ 3D Bảng vẽ chế tạo Các sản phẩm dự kiến Bảng thuyết minh tổng hợp thiết kế máy in 3D Mơ hình 3D vẽ phần mềm Solidworks Bảng vẽ sơ đồ động máy in 3D(A0) Bảng vẽ lắp máy in 3D(A0) Ngày giao đồ án: 23/2/2022 Ngày nộp đồ án: 14/6/2022 Kết dự kiến đạt Tiến độ thực TT Thời gian Nội dung công việc Kết dự kiến đạt 10 11 12 13 14 15 Đà Nẵng, ngày …tháng …năm 20… BỘ MÔN DUYỆT NGƯỜI HƯỚNG DẪN SINH VIÊN Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D CAM ĐOAN Em xin cam đoan: Đề tài “Nghiên cứu, tính toán, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D “”là sản phẩm nghiên cứu nhóm em thời gian qua Mọi số liệu sử dụng phân tích báo cáo chúng em tự tìm hiểu, phân tích cách khách quan, trung thực, có nguồn gốc rõ ràng chưa công bố hình thức Em xin chịu hồn tồn trách nhiệm có khơng trung thực thơng tin sử dụng cơng trình nghiên cứu Sinh viên thực TRẦN KHÁNH DUY NGUYỄN HOÀNG HUY Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xuân Bảo i Nghiên cứu, tính toán, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đồ án tốt nghiệp này, em nhận nhiều lời động viên nhiều người có gia đình, thầy giáo, người u bạn bè Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Xuân Bảo, người thầy giáo hướng dẫn em suốt nhiều năm qua, cho dù lúc em làm chưa tốt, thầy tận tình bảo em bước bước để em hồn thành đồ án tốt nghiệp Em xin cảm ơn bạn bè thân thiết em lớp 18C1 đem lại cho em niềm vui, kĩ nhiều suốt năm học Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật , ngành khí chế tạo tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thiện đồ án Sinh viên thực Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xuân Bảo ii Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D Định vị: bậc tự chốt tỳ bậc tự (bề mặt 5) Phiến tỳ bậc tự (bề mặt 9) Chọn máy: máy phay 6H12 Dụng cụ cắt: Dùng dao phay mặt D8 Lượng dư gia công: ( mm ) Bước 1: Phay thô Chế độ cắt: Chiều sâu cắt: t = ( mm ) Z=8 (răng) Lượng chạy dao: S z = 0,08 ( mm/răng ) ( bảng 5-141, trang 126 – ST2 ) Lượng chạy dao vòng : S = SZ Z = 0,08.8 = 0.64 (mm/vòng) Tốc độ cắt: Vt = 108( m/ph ) (Bảng 5-142, Trang128 – ST2) Số vòng quay trục theo lý thuyết là: 1000.𝑣𝑡 1000.108 𝑛𝑡 = = = 4000(vòng/phút) 𝜋.𝐷 3,14.8 Ta chọn số vòng quay thực tế theo máy, n = 2000 ( vòng/phút) Tốc độ cắt thực tế là: 𝜋.𝐷.𝑛𝑚 3,14.8.200 𝑣𝑡𝑡 = = = 296(vòng/phút) 1000 1000 Lượng chạy dao theo lý thuyết Sp=Sz.z 𝑛𝑚 =0,08.8.1180=722.88 mm/phút (4.52) (4.53) (4.54) Lượng chạy dao máy thực tế : Sm=750mm/phút Bước 2: Phay tinh Chế độ cắt: Chiều sâu cắt: t = 0,5 ( mm ) D= Tốc độ cắt: Vr = 250( m/ph ) (Bảng 5-143, Trang128 – ST2) Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xuân Bảo 83 Nghiên cứu, tính toán, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D Số vịng quay trục theo lý thuyết là: 1000.𝑣𝑡 1000.250 𝑛𝑡 = = = 995(vòng/phút) 𝜋.𝐷 (4.55) 3,14.80 Ta chọn số vòng quay thực tế theo máy, n =3000( vòng/phút) Tốc độ cắt thực tế là: 𝜋.𝐷.𝑛𝑚 3,14.80.1180 𝑣𝑡𝑡 = = = 296(vòng/phút) 1000 1000 Lượng chạy dao máy theo lý thuyết: SM LT = SZ Z n = 0,08 12 753 = 722.88(mm / phút) Lượng chạy dao máy thực tế:SM = 750(mm/phút ) Thời gian thực nguyên công: Thời gian thực bước Ta có chiều sau cắt t=0.5 , D=8 Chiều dài bề mặt gia công: L = 12(mm) L1=√𝑡 (𝐷 − 𝑡 ) + (0.5 3) =√0.5(8 − 0.5) + = 2.6(𝑚𝑚) Chiều dài thoát dao: L2 =  5, chọn L2 = ( mm ) Lượng chạy dao vòng: S = 0,96 ( mm / vòng ) Số vòng quay: n = 1180 ( v/ph ) Thời gian gia công là: 𝐿+𝐿1+𝐿2 80+2.6+5 T01= = = 0.133(𝑝ℎú𝑡) 𝑆.𝑛 (4.56) (4.57) (4.58) 0.64.1180 Vậy: Thời gian thực bước là: TB1 = T01 + 10%T01 + 8%T01 + 3%T01 +5%T01 = 0.19( phút ) Thời gian thực bước Ta có chiều sâu cắt bước t=0.5 D=80(mm) Chiều dài bề mặt gia công: L = 80(mm) Lượng chạy dao vòng: S = 0,64 ( mm / vòng ) Chiều dài thoát dao: L2 =  5, chọn L2 = ( mm ) Số vòng quay: n =1180 ( v/ph ) L1=√𝑡 (𝐷 − 𝑡 ) + (0.5 3) =√0.5(80 − 0.5) + = 6.51(𝑚𝑚) Thời gian gia công là: 𝐿+𝐿1+𝐿2 80+6.51+5 T02= = = 0.127(𝑝ℎú𝑡) 𝑆.𝑛 (4.59) (4.60) 0.64.1180 Thời gian thực bước là: TB2 = T02 + 10%T02 + 8%T02 + 3%T02 +5%T02 = 0.16( phút ) Thời gian thưc nguyên công T1=T01+T02=0.19+0.16=0.35 (phút) Bước Nội Dung t S V (mm) (mm/vòng) (m/ph) (4.61) n (vong/phut) T (ph) Phay thô 0.64 250 1180 0.19 Phay tinh 0.5 0.64 250 1180 0.16 Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xn Bảo 84 Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D 4.10 Nguyên công 9: Khoan lỗ ∅3.5mm bề mặt 10 Sơ đồ gá đặt: hình vẽ Định vị: Phiến tỳ bậc tự bề mặt chốt tỳ bề mặt chốt tỳ bề mặt Kẹp chặt ê tô Chọn máy: máy khoan cần 2A55 Khoan lỗ 3.5 bề mặt 10 Chiều sâu cắt: t = 0.5.D=0.5.3.5=1.75(mm) ( công thức trang19 ST2) D = 3.5(mm) Lượng chạy dao: S z = 0,56 ( mm/vòng) ( bảng 5-25, trang 21 – ST2 ) Thời gian thực Ta có chiều sau cắt t=1.75 , D=3.5(mm) Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xuân Bảo 85 Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D Chiều dài bề mặt gia công: L = 5(mm) 𝑑 3.5 𝐿1 = cot 𝜑 + (0,5 ÷ 2)= cotg60+2=5.03(mm) (TKDACNCTC trang 58) 2 Chiều dài thoát dao: L2 =  3, chọn L2 = ( mm ) Lượng chạy dao vòng: S = 0,56 ( mm / vòng ) Số vòng quay: n = 375 ( v/ph ) Thời gian gia công là: 𝐿+𝐿1+𝐿2 5+3.53+3 T01= = = 0.054(𝑝ℎú𝑡) 𝑆.𝑛 0.56.375 Vậy:Thời gian thực TB1 = T01 + 10%T01 + 8%T01 + 3%T01 +5%T01 = 0,058( phút ) Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xuân Bảo 86 Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Sau q trình tính tốn, lắp ráp, cài đặt, thử nghiệm chỉnh, em chế tạo hồn thành máy in 3D theo cơng nghệ FDM, đạt tiêu sau: Máy sử dụng khung nhơm định hình, thiết kế chế tạo theo cấu CoreXY Khổ in: 200x200x250mm Bàn nhiệt kích thước 210x210mm, công suất nhiệt 144W Hỗ trợ GLCD thẻ nhớ Vật liệu in: PLA, TPU, TPE, Carbon Fiber, PETG Tốc độ di chuyển: 100mm/s Tốc độ in: 20-80mm/s Gia tốc in 50mm/s2 Sản phẩm in đạt độ cứng cao mong đợi, chất lượng tương đối ổn, cần phải thực chỉnh thử nghiệm để đạt kết cao 5.2 Phương hướng phát triển 5.2.1 Máy in đa màu, đa vật liệu Máy in đa màu, đa vật liệu chế tạo dựa vào việc sử dụng lúc nhiều loại nhựa khác in Máy in đa màu, đa vật liệu (MUMM = Multi Color, Multi Material) thường chế tạo theo hướng sau: Máy in nhiều đầu phun di chuyển (Dual Nozzle) Hình 5.1 Máy in sử dụng đầu đùn di chuyển (Dual Nozzle) Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xuân Bảo 87 Nghiên cứu, tính toán, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D Loại máy in nhiều đầu phun di chuyển sử dụng chung gá đùn (Gantry) hình 4.1 Có thể sử dụng để in nhiều loại vật liệu khác (Multi Material) in loại vật liệu khác màu (Multi Color) Lý loại máy in nhiều vật liệu gia nhiệt hoạt động hoàn toàn độc lập xét mặt nhiệt độ, tức chúng gia nhiệt mức nhiệt độ hoàn toàn khác nhằm để sử dụng cho loại nhựa hoàn toàn khác Do máy sử dụng đùn gia nhiệt riêng biệt, gia nhiệt hồn tồn lắp kim phun có kích thước khác nhau, ứng dụng cho nhu cầu in thô hay in tinh vật in, điều góp phần làm giảm thời gian in đáng kể thay phải in tinh tồn vật, kim phun làm nhiệm vụ in tinh in phần cần phải in tinh, kim lại in phần thô, khiến cho thời gian in giảm xuống đồng nghĩa với việc hiệu suất in tăng Nhưng bù lại loại máy có nhược điểm kim phun lúc liền với nhau, xảy trường hợp nhựa từ kim bị bám dính vào vật in kể kim khơng thực q trình in, nhiệt độ cao, nhựa gia nhiệt giãn nở, dẫn đến nhựa bị đùn khỏi kim phun ý muốn Ngoài ra, nhựa kim phun nhiệt độ cao lâu bị cháy, bị hỏng dẫn tới chất lượng nhựa không tốt Để khắc phục vấn đề này, ta tắt nhiệt gia nhiệt không sử dụng, nhiên điều sinh vấn đề thời gian lần thay nhựa, máy in phải đợi cho kim phun không sử dụng nguội trước bắt đầu tiếp trình in, khiến cho tổng thời gian in tăng lên gấp nhiều lần tùy thuộc vào số lần chuyển vật liệu Nhược điểm loại máy thông thường máy sử dụng đùn gián tiếp thay đùn trực tiếp, đùn trực tiếp Gantry phải mang động đùn cho kim phun, điều khiến cho Gantry nặng, làm cho máy in tốc độ cao, dễ gây trược bước Máy in nhiều đầu phun di chuyển độc lập (DualX/Dual Gantry) Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xn Bảo 88 Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D Hình 5.2 Máy in nhiều đầu phun di chuyển độc lập (Dual Gantry) Loại máy in nhiều đầu phun di chuyển độc lập sử dụng hai gá đùn (Gantry) độc lập hình 4.2 Cũng giống máy Dual Nozzle, máy (Dual Gantry) sử dụng để in nhiều loại vật liệu khác (Multi Material) in loại vật liệu khác màu (Multi Color) Kiểu máy Dual Gantry kiểu máy cải tiến máy Dual Nozzle, khắc phục nhiều điểm yếu máy Dual Nozzle vấn đề nhựa dư không mong muốn kim phun không sử dụng hồn tồn rời khỏi khu vực bàn in, không gây ảnh hưởng đến vật in Kim phun khơng in hồn tồn tắt nhiệt kim lại in, dẫn tới tổng thời gian in coi khơng thay đổi Ngồi kiểu máy cịn có ưu điểm thực in hay nhiều vật lúc, miễn hay nhiều vật khơng gần khiến đùn va chạm Máy có khả in đùn hoạt động hoàn toàn độc lập (Ít độc lập trục X), đùn in vật vị trí khác in vật vị trí tách rời nhau, điều khiến cho tổng thời gian in giảm xuống, tăng suất Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xuân Bảo 89 Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D Kiểu máy có nhược điểm máy phức tạp việc chế tạo chỉnh, cấu khí máy phức tạp nên kiểu máy thường chế tạo theo cấu Prusa Máy in đầu phun, nhiều đầu vào sử dụng ống ghép nhựa Hình 5.3 Máy Original Prusa I3 MK2 MMU sử dụng ống ghép nhựa Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xuân Bảo 90 Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D Ống ghép nhựa (Hình 4.4) chi tiết giúp cho nhiều đường nhựa từ nhiều động đùn khác đưa vào gia nhiệt (cùng lúc có sợi nhựa đưa vào) Ống ghép nhựa chi tiết quan trọng đổi màu, có thay màu, nhựa màu in rút khỏi ống ghép nhựa nhựa màu khác Hình 4.4 đưng vào gia nhiệt để in Loại máy in Hình 5.4 Ơng ghép nhựa máy Originals Prusa I3 MK2 thích hợp cho việc in nhiều màu vật liệu, máy khác với máy Dual Nozzle Dual Gantry chỗ sử dụng chung gia nhiệt, sử dụng để in nhiều màu, sử dụng để in nhiều loại vật liệu khác (trừ nhiều loại vật liệu có nhiệt độ in) Loại máy này, ví dụ máy Original Prusa I3 MK2 MMU hãng Prusa (Hình 4.3) có ưu điểm giá thành chế tạo rẻ, lại có nhược điểm lớn trình in nhiều màu, lần thực việc thay màu, nhựa cũ rút lên, nhiên phần nhựa cũ nóng chảy khơng thể rút lên nên bị kẹt lại đầu kim phun, nhựa đưa vào, máy in in vật thể phụ gọi Prime Pillar, làm mục đích in bỏ tồn phần nhựa dư màu cũ khỏi kim phun, tránh làm vật in bị in lẫn màu Hình 5.5 Khối Prime Pillar vật thể in Do khối Prime Pillar in từ trình thải nhựa thừa thay nhựa, lượng nhựa thừa hoàn toàn phụ thuộc vào số lần thay màu, khơng phụ thuộc vào kích thước vật in, có nghĩa là, in vật có khối lượng 109g mà lượng nhựa thừa 103g (Hình 4.5), đặt nhiều vật in bên bàn in, lượng nhựa thừa Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xuân Bảo 91 Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D 103g máy in tồn màu lớp trước thay màu Ngồi loại máy cịn có ưu điểm khác lắp đặt khí đơn giản, máy thực in nhiều màu, lên 3, 4, màu Máy in đầu phun trộn màu Hình 5.6 Máy in sử dụng kim phun trộn màu Diamond đầu vào Tương tự máy sử dụng ống ghép nhựa, máy sử dụng đầu phun trộn màu (Hình 4.6) cho phép máy in nhiều màu vật liệu Kim phun trộn màu loại đầu gia nhiệt cho phép đưa nhiều đường nhựa vào làm nóng lúc, nhựa nóng chảy có màu khác trộn vào sát đầu kim phun, cho phép vật in nhiều màu từ màu đưa vào (Hình 4.7) Kim phun trộn màu thơng dụng loại kim phun Diamond Kim phun Diamond gồm có loại loại đầu vào, loại đầu vào loại đầu vào, thông dụng loại đầu vào Kiểu kim phun có ưu điểm máy thay màu nhựa, đùn phần nhựa thải máy dùng ống ghép thay nhựa, máy rút nhựa Tuy nhiên nhiều sợi nhựa nung chảy vị trí kim phun, dẫn đến tình trạnh nhựa màu bị lẫn vào màu khác in Hình 5.7 Một số sản phẩm in từ máy sử dụng kim trộn mà Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xuân Bảo 92 Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D 5.2.2 Phát trượt bước Phát trượt bước cải tiến quan trọng máy in 3D, máy CNC Do máy in 3D, máy CNC thường sử dụng động bước (máy CNC chất lượng cao dùng động AC Servo), chịu tải lớn khả động (Gia tốc lớn, va chạm vào vật bàn in, dẫn đến trược bước, làm hỏng vật in Do máy in 3D cần trang bị chức phát trượt bước tự động chỉnh lại tọa độ để trình in không bị lỗi Để thực cải tiến này, ta sử dụng chức phát trượt bước dịng driver bước TMC21xx, đưa tín hiệu báo trượt bước trở điều khiển Khi xảy trược bước, tín hiệu từ TMC báo ngược điều khiển, điều khiển dừng trình in, tự động trở vị trí HOME trục X Y, để xác nhận lại vị trí tiếp tục q trình in Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xn Bảo 93 Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D TÀI LIỆU THAM KHẢO https://en.wikipedia.org/wiki/Fused_filament_fabrication http://www.hhtechproducts.com/3d-printers/makerbot-smallspool-10pack https://en.wikipedia.org/wiki/Stereolithography http://slideplayer.com/slide/4530856/ https://3dprintmanual.com/resin-3d-printers-dlp-and-sla-3d-printers/ https://en.wikipedia.org/wiki/Selective_laser_sintering https://www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity-d_429.html https://www.matterhackers.com/3d-printer-filament-compare https://www.prusa3d.com/original-prusa-i3-mk3/ 10.https://reprap.org/wiki/CoreXY 11.https://grabcad.com/library/kossel-delta-configuration-3d-printer-1 12.https://www.robotdigg.com/product/929/Scara-Arm-3D-Printer 13.https://www.youtube.com/watch?v=y44_xMFsPQQ&t=93s 14.https://tevo3dprinterstore.com/products/2016-newest-tevo-tarantula-i3-aluminiumextrusion-3d-printer-kit-printer-3d-printing-2-rolls-filament-8gb-sd-card-lcd-as-gift 15.https://www.3dprintersonlinestore.com/creality-cr10-3d-printer 16.https://www.amazon.co.uk/Wanhao-i3-V2-Duplicator-3D-Printer/dp/B01LWL4CTY 17.https://ultimaker.com/en/products/ultimaker-3 18.https://www.usawanhao.com/wanhao-duplicator-7-plus19.https://tevo3dprinterstore.com/products/2017-newest-tevo-delta-printing-aread340xh500mm-openbuilds-extrusion-smoothieware-mks-tft28-bltouch-high-speed-3dprinter-kit 20.https://www.youtube.com/watch?v=7LVu3Ir10UQ 21.https://en.wikipedia.org/wiki/Acrylonitrile_butadiene_styrene 22.https://en.wikipedia.org/wiki/Polylactic_acid 23.https://grabcad.com/library/e3d-v6-hotend-new-heat-block-1 24.https://www.3dpmav.com/product/j-head-stainless-steel-3d-v6-heat-break-hotend-throat1-75-mm-3-00mm-filament-3d-printer/ 25.https://en.wikipedia.org/wiki/Polytetrafluoroethylene 26.https://www.amazon.com/Mercurry-3D-Printer-Extruder-Makerbot/dp/B01E90JU84 27.https://www.ebay.com/itm/10x-3D-Printer-Parts-Stainless-Steel-Printer-Nozzle-For-V5V6-J-Head-Threaded-M6-/263399805183 28.https://e3d-online.com/nozzles-for-3d-printer/v6-nozzles 29.https://www.voxelfactory.com/collections/extruders-and-hotends/products/the-olssonruby-0-4mm-nozzle 30.https://www.banggood.com/10M-2GT-6mm-Rubber-Opening-Belt-S2M-GT2-Belt-For3D-Printer-p959253.html?gmcCountry=VN¤cy=USD&utm_source=googleshopping&utm_me dium=cpc_elc&utm_content=felix2&utm_campaign=pla-all2-vn-enpc&gclid=Cj0KCQjw9LPYBRDSARIsAHL7J5kzO_1COkdz71bcwoTVOEQVgjrQmwth 7UVn8qb-ZfW0MQNtj5BW7-UaAllbEALw_wcB&cur_warehouse=CN 31.http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/107092/ATMEL/ATMEGA2560.html 32.https://reprap.org/wiki/MKS_DRV8825 33.http://rigidtalk.com/wiki/index.php?title=Modifying_a_RAMPS_1.4_board 34.http://www.geeetech.com/wiki/index.php/StepStick_A4988_Stepper_Driver_Module 35.http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/43368/SHARP/PC817.html 36.Sách Kỹ thuật nhiệt PGT.TS Bùi Hải 37.https://vn.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090907084952AAqEz8p Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xuân Bảo 94 Nghiên cứu, tính toán, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D 38.https://vi.wikipedia.org/wiki/Kh%E1%BB%91i_l%C6%B0%E1%BB%A3ng_ri%C3%A Ang 39.https://www.fargo3dprinting.com/products/wanhao-duplicator-i3maker-select-v2-mk3heated-build-plate/ 40.https://www.eminebea.com/en/product/rotary/steppingmotor/hybrid/standard/17pmk.shtml 41.https://www.jameco.com/z/STP-42D201-37-Shinano-Kenshi-12-Volt-1-8-Step-AngleBipolar-Stepper-Motor_2158531.html 42.https://www.automotioncomponents.co.uk/en/page/lead-screws-and-ball-screws 43.http://www.alselectro.com/stepper-driver-a4988.html 44.http://www.geeetech.com/wiki/index.php/DRV8825_Motor_Driver_Board 45 https://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.29.67f43b94kjcs4H&id=56566570525 1&ns=1&abbucket=8#detail 46 https://www.amazon.com/uxcell-LJ18A3-8-Z-TubularInductive- Proximity/dp/B008ID9J3U 47 https://g2gcommunities.org/found/shop/3d-print/anet-a8/bltouch-auto-level/ 48 http://www.kiatronics.com/capacitive-proximity-sensor-code-70604.html 49 https://www.youtube.com/watch?v=L6GJWHwrTmY 50 http://www.electric-skateboard.builders/t/3d-printer-capacitive-proxmitiysensor- problem/10512 51 https://robu.in/product/3d-printer-12864-smart-lcd-controller-ramps-1-4/ 52 https://www.youtube.com/watch?v=3gwWVFtdg-4&t=509s 53 https://www.youtube.com/watch?v=0pt_b2ZizQM&t =109s 54 https://www.pinterest.com/pin/412712753337389600/ 55 https://reprap.org/wiki/G-code 56 https://www.youtube.com/watch?v=Mbn1ckR86Z8 57 https://www.youtube.com/watch?v=YUPfBJz3I6Y 58 https://www.reddit.com/r/3Dprinting/comments/62kcuv/wanhao_i3_starting_print_t oo_hi gh_up_even_after/ 59 https://vi.wikipedia.org/wiki/L%E1%BB%B1c_%C4%91%C3%A0n_h%E1%BB%93i 60 https://www.thingiverse.com/ Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xn Bảo 95 Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D PHỤ LỤC Phụ lục 1: Cách xác định độ cứng lị xo Hình PL1 thiết bị xác định độ cứng lò xo khối lượng vật thể cách sử dụng vật nặng có khối lượng khác để xác định độ biến dạng lò xo, sau sử dụng cơng thức F=k∆l để tính độ cứng k lị xo Hệ thống hình PL1 gồm phần: Cần xoay (1), Lò xo cần xác định (2), gá đỡ (3) vật nặng (4) Ở thí nghiệm cần xoay khơng sử dụng mà có tác dụng gá chặn lị xo, vật nặng (4) em sử dụng pin laptop Hình PL1 Thiết bị xác định độ cứng lò xo Bước 1: Đo độ dài lị xo (2) chưa có vật nặng, ta có thơng số l0 ứng với m = Bước 2: Cân số lượng pin định cho khối lượng cân khoảng 500g->1kg (tùy vào số lần lấy mẫu) Hình PL2 Cân pin làm vật nặng Bước 3: Chuyển pin vừa cân vào túi đựng vật nặng (4) nằm bên thiết bị Bước 4: Đo độ dài lò xo sau thêm vật nặng, ghi lại thông số vào bảng Bước 5: Tính độ cứng lị xo thí nhiệm (lấy g=9.8m/s2) 𝑘= Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Nguyễn Hồng Huy 𝐹 𝐺 × 9.8 = ∆𝑙 ∆𝑙 Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xuân Bảo 96 Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D Trong đó: k: Độ cứng lị xo (N/m) F: Lực nén lò xo (N) ∆l: Độ biến dạng lò xa (m) G: Khối lượng vật nặng (kg) Bước 6: Lấy trung bình cộng độ cứng thí nghiệm để có độ cứng lị xo Bảng PL1: Số liệu thí nhiệm xác định độ cứng lị xo Lần thí nghiệm Độ dài lò xo (m) Khối lượng vật nặng thêm vào (kg) Khối lượng vật nặng (kg) Độ biến dạng lò xo (m) Độ cứng lò xo (N/m) 0.105 0 ///////// 0.104 0.50025 0.50025 0.001 4902.45 0.1032 0.5007 1.00095 0.0018 5449.617 0.1021 0.5183 1.51925 0.0029 5134.017 0.1012 0.5108 2.03005 0.0038 5235.392 0.1001 0.5172 2.54725 0.0049 5094.5 0.0992 0.5197 3.06695 0.0058 5182.088 0.0981 0.5335 3.60045 0.0069 5113.683 0.0973 0.5278 4.12825 0.0077 5254.136 10 0.0962 0.5174 4.64565 0.0088 5173.565 11 0.0951 0.5097 5.15535 0.0099 5103.276 12 0.0943 0.5137 5.66905 0.0107 5192.214 13 0.0931 0.5021 6.17115 0.0119 5082.124 Từ thông số bảng trên, ta có độ cứng lị xo: k=5159.755N/m Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Xuân Bảo 97 ... HƯỚNG DẪN SINH VIÊN Nghiên cứu, tính toán, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D CAM ĐOAN Em xin cam đoan: Đề tài ? ?Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D “”là sản phẩm nghiên. .. cứu, tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D CHƯƠNG 2: CHẾ TẠO MÁY IN 3D 2.1 Mơ 3D trình tự thiết kế chế tạo máy in 3D Quá trình thiết kế chế tạo máy in 3D vẽ mô 3D phần mềm SolidWorks... Ts Nguyễn Xn Bảo 16 Nghiên cứu, tính tốn, thiết kế đầu đùn trục X cho máy in 3D Hình 2.5 Vùng in máy in 3D Vùng thứ tính từ hai mặt bàn in ban in nằm vị trí cuối vùng in xuống chân máy vùng phải