Thông tin tài liệu
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN CHẾ TẠO MÁY BÁO CÁO IN 3D MƠN HỌC: THỰC TẬP KỸ THUẬT CƠ KHÍ (ME3143) GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ HK 212 - NHÓM: 31 Ngày nộp: 01/04/2022 STT Họ tên Huỳnh Tấn Chương Nguyễn Huỳnh Duy Trương Công Đức Phạm Thành Nhân Phan Nguyễn Quang Thịnh TP Hồ Chí Minh 2021 - 2022 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 DANH SÁCH THÀNH VIÊN VÀ PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC STT Họ tên Huỳnh Tấn Chương Nguyễn Huỳnh Duy Trương Công Đức Phạm Thành Nhân Phan Nguyễn Quang Thịnh Nhóm 31 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 MỤC LỤC PHẦN I: LÝ THUYẾT Câu 1: Trình bày khác biệt dòng in 3D: industrial, desktop, open source 03 nhóm cơng nghệ phổ biến: FDM/FFF (nhựa sợi ), SLA/DLP/LCD (nhựa lỏng), SLS/SLM (vật liệu bột) Câu 2: Chứng minh ưu điểm công nghệ AM so với công nghệ khác (gia công cắt gọt, khuôn mẫu …) 18 PHẦN THỰC HÀNH 23 Mơ hình lựa chọn: 23 Tóm lược: 23 Tiến hành xuất file G – codes phần mềm Simplify 3D: .23 Quá trình thực hiện: 35 Kết quả: 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 Nhóm 31 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 PHẦN I: LÝ THUYẾT Câu 1: Trình bày khác biệt dòng in 3D: industrial, desktop, open source 03 nhóm cơng nghệ phổ biến: FDM/FFF (nhựa sợi ), SLA/DLP/LCD (nhựa lỏng), SLS/SLM (vật liệu bột) Sự khác biệt 03 công nghệ in phổ biến Công nghệ (FDM/FFF) thuộc nhóm cơng nghệ đùn vật liệu (Material Extrustion-ME) Nguyên lý hoạt động: Là đùn vật liệu nhựa dạng sợi nóng chảy trạng thái bán lỏng qua vòi phun điều khiển vòi phun di chuyển để tạo thành lớp theo biên dạng mặt cắt sản phẩm Khi hoạt động sợi nhựa cung cấp cho đầu đùn nhờ động cặp lăn Đầu đùn gia nhiệt tới tốc độ thích hợp để làm nóng chảy sợi nhựa đùn Đầu đùn điều khiển độc lập theo hai phương X, Y (giống máy CNC 2D) để tạo lớp vật liệu Để chế tạo lớp tiếp theo, bàn máy (hoặc đầu đùn) xuống (hoặc lên) khoảng với bề dày lớp cắt (thường từ 0,1 - 0,3 mm), đầu đùn lại tiếp tục di chuyển đắp lớp mặt cắt vật liệu chồng lên lớp trước Quá trình tiếp tục lặp lại tất lớp (mặt cắt) sản phẩm chế tạo xong Cơ cấu cấu đùn nhựa theo cơng nghệ FDM có hai đầu đùn làm việc Một đầu đùn để đùn vật liệu tạo sản phẩm, đầu lại đùn vật liệu tạo giá đỡ Cịn cơng nghệ FFF sử dụng loại vật liệu vừa để tạo sản phẩm vừa tạo hệ thống đỡ Nhóm 31 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 Lợi ích cơng nghệ FDM/FFF ˗ Sử dụng vật liệu đa dạng: Công nghệ sử dụng hầu hết loại vật liệu nhựa nhiệt dẻo, có tính tốt, giá thành vật liệu hợp lý, Ngồi ra, cơng nghệ tạo sản phẩm có nhiều màu sắc cách sử dụng vật liệu có nhiều màu khác nhau, đáp ứng yêu câu đa dạng người sử dụng ˗ Thiết bị đơn giản, chi phí thắp: Thiết bị theo cơng nghệ ƑDM không sử dụng lượng nguồn laser hệ thống điều khiến tỉa laser phức tạp Do đó, thiết bị có nguyên lý hoạt động, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ vận hành bảo trì, chi phí hợp lý ˗ Thân thiện với mơi trường: Công nghệ sử dụng vật liệu nhựa nhiệt dẻo phân hủy sinh học (PLA) không độc, không mùi, không gây ô nhiễm môi trường xung quanh Thiết bị hoạt động êm, tiếng ồn, ˗ Thích ứng với mơi trường làm việc văn phịng: Hệ thống sản xuất mơi trường văn phòng (Table Manufaeturing) bước phát triển sản phẩm lĩnh vực in 3D, đặc biệt với ứng dụng tạo mẫu nhanh Ví dụ: cơng ty Stratasys giới thiệu loại máy Print Genisys 3D với kích thước chí có 914 mm x 813 mm x 737 mm Mặc dù đưa thị trường, thiết bị chứng minh giá trị tiểm Thiết bị thiết kế máy in nhằm giúp trình tra thiết kế phát triển sản phẩm nhanh chóng Nhóm 31 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 Vật liệu: dùng cơng nghệ FDM loại vật liệu nhựa nhiệt dẻo chẳng hạn như: ABS, PLA, Nylon, Ninjaflex, polymorph, PP, Epoxy, PC, PE, vật liệu y sinh, ˗ Nhựa ABS (Acrylonitrin butadien styren): có tính khống hóa chất, có độ bền kéo, va đập, độ cứng bề mặt, độ rắn, độ chịu nhiệt đặc tính điện cao giá tương đối thấp Nhựa ABS có dạng tấm, màng dạng định hình, nhiệt độ nóng chảy loại nhựa 160 – 200 ˗ Nhựa PLA (Polylactic Acid): loại nhựa nhiệt dẻo, có khả phân hủy sinh học có nguồn gốc thực vật ( lên men từ Ngô Mỹ, sản phẩm Châu Á mía) có độ cứng cao, độ cong vênh thấp có nhiều màu sắc hấp dẫn Nó phân hủy điều kiện định khó tái chế Nhiệt độ PLA nằm 130 - 230.1 Thiết bị FDM/FFF cơng nghiệp thương mại hóa: Đặng Văn Nghìn – Bùi Trọng Hiếu – Huỳnh Hữu Nghị (2020) Công nghệ in 3D Nhà xuất ĐHQGTP.HCM, tr40 - 45 Nhóm 31 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 Máy in 3D Ender – V2 ($262) Máy in 3D Ultimaker ($4.080) Công nghệ stereolithography apparatus/ digital light processing (SLA/DLP) Nguyên lý hoạt động SLA Đầu tiên, bệ đỡ nằm cách bề mặt chất lỏng khoảng với bề dày lớp cài đặt Độ đồng lớp nhựa điều chỉnh dao gạt Tia laser điều khiển để di chuyển làm đông đặc vật liệu vị trí theo tiết diện lát cắt sản phẩm Khi hoàn thành lớp, bệ đỡ tiếp tục hạ xuống khoảng bề dày lát cắt dao gạt tiếp tục gạt ngang làm đồng lớp vật liệu bề mặt Tia laser tiếp tục làm đông đặc lớp vật liệu dẻo tiếp theo, chồng lên lớp trước lập trình Q trình tiếp tục hồn thành sản phẩm Sau lấy khỏi thiết bị in, sản phẩm trải qua trình hậu xử (Post - processing) như: làm sạch, sấy khơ lưu hóa tia cực tím Nhóm 31 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 Ưu điểm: ˗ Chế tạo có sản phẩm phức tạp, có độ xác kích thước chất lượng bề mặt cao ˗ Chế tạo lỗ có kích thước nhỏ so với cơng nghệ khác Nhược điểm ˗ Cồng kềnh, đắt tiền ˗ Vật liệu sử dụng không đa dạng ˗ Các sản phẩm thường giịn sau thời gian ˗ Có thể xảy cong vênh, co rút số loại nhựa ˗ Cần có yêu cầu đặc biệt sử dụng: bảo quản tránh ánh nắng mặt trời, bảo dưỡng sản phẩm xử lý mẫu cẩn thận sau in Nguyên lý hoạt động DLP: Công nghệ sử dụng ánh sáng UV để hóa rắn vật liệu nhựa lỏng Trong trình xử lý liệu trước chế tạo, mơ hình CAD 3D cắt thành lát tập hợp mặt phẳng song song lát cắt sau chuyển đổi thành mặt nạ ảnh (mask image) 2D Bằng cách chiếu mặt nạ ảnh (mask image) lên bề mặt nhựa lỏng, lớp nhựa hóa rắn thành hình dạng tương tự Khác với công nghệ (SLA), sử dụng nguồn ánh sáng daỳ đặc nhờ mà toàn mặt nạ ảnh chiếu thời điểm Do đó, q trình chế tạo máy in 3D - DLP nhanh nhiều so với máy in 3D SLA Nhóm 31 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 Khác biệt SLA DLP Chủ yếu nguồn sáng ˗ SLA sử dụng nguồn sáng tia laser ˗ DLP sử dụng nguồn sáng máy chiếu Ánh sáng chọn lọc thiết bị “digital micromirror device - DMD”, bao gồm hàng trăm ngàn gương nhỏ Các lớp tạo máy in DLP bao gồm voxels pixel hình máy chiếu gồm pixel ˗ SLA tạo sản phẩm đông đặc điểm tiếp xúc ánh sáng tia laser nhựa lỏng SLA sử dụng hai động lắp với hai gương nhỏ (một trục X trục Y) để điều khiển chùm tia laser ˗ DLP sử dụng máy chiếu kỹ thuật số để chiếu mặt nạ ảnh tạo lớp tồn diện tích cần làm đơng đặc Vì máy chiếu hình kỹ thuật số, nên hình ảnh lớp tập hợp pixel vuông, kết lớp in hình thành từ “viên gạch hình chữ nhật nhỏ” gọi voxel ˗ Độ phân giải nhỏ hai cơng nghệ theo biên dạng có hình dạng khác (SLA trịn DLP vng) nên khó so sánh ˗ Về kích thước sản phẩm tốc độ in, DLP đạt thời gian in nhanh lớp in xây dựng lúc, điểm lớp ˗ Mặc dù thời gian nhanh hơn, DLP cần phải cân độ phân giải, kích thước sản phẩm tốc độ Độ phân giải DLP phụ thuộc vào máy chiếu, xác định có pixels/voxels diện tích định => DLP phù hợp với sản phẩm kích thước lớn, bề mặt cần tinh xảo, cấu trúc đặc lần chế tạo sản phẩm SLA đáp ứng sản phẩm Nhóm 31 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 + + + + + + + Số lớp điền đầy bề mặt đáy (Bottom solid layers): lớp Số lớp bề mặt bao (Outline/ Perimeter Shells): lớp Hướng in (Outline Direction): Inside – Out (Trong ngồi) Thơng số lớp (Fist Layer Settings): Chiều cao: 100% Chiều rộng: 100% Tốc độ in: 50% ˗ Chuyển sang thẻ Additions: thông số giúp làm sợi nhựa trước bắt đầu vào in chi tiết đồng thời giúp chi tiết bám bàn tốt + Chọn Use Skirt/Brim: Số lố in Skirt (Skirt layers): Khoảng cách từ đường in Skirt đến chi tiết (Skirt offset from part) : mm Lớp skirt (Skirt outline): (2 đường in) ˗ Chuyển sang thẻ Infill: thông số dày đặc bên vật thể cài đặt mặc định Chuyển sang thẻ Support: làm phần đõ cho vật thể q trình chế tạo ˗ Nhóm 31 25 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 + + + + + + ˗ Tỷ lệ phần trăm điền đầy (Support Infill Percentage): 30% Khoảng cách lớp support (Support pillar resolution): mm Góc nghiêng lớn chi tiết mà không cần support (Max Overhang Angle): 45º Khoảng cách lớp Support cách lớp in chi tiết (Horizontal offset from part): 0,3 mm Lớp Support chi tiết lớp (Upper vertical separation layers) Lớp Support cách chi tiết bàn máy lớp (Lower vertical separation layers) Chuyển sang thẻ Temperature: chỉnh nhiệt độ in: 205ºC Nhóm 31 26 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 ˗ ˗ ˗ ˗ Chuyển sang thẻ Cooling: tốc độ quạt làm mát 60% Chuyển sang thẻ G – code: để mặc định Chuyển sang thẻ Scripts: chỉnh Ending Script hình Chuyển sang thẻ Speeds: + Tốc độ in mặc định (Default Printing Speed): 40 mm/s + Tốc độ in đường bao (Outline Underspeed): 80 % + Tốc độ in đường điền đầy (Solid Infill Underspeed): 80% + Tốc độ in đường support (Support Structure Underspeed): 80% Nhóm 31 27 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 Tốc độ di chuyển trục X/Y (XY Axis Movement Speed): 80 mm/s + Tốc độ di chuyển trục Z ( Z Axis Movement Speed): 1,5 mm + Chuyển sang thẻ Other: để mặc định Chuyển sang thẻ Advanced: + Bỏ chọn Only Wipe extruder for outer -most perimeters (chỉ làm đầu phun in đường viền ngoài) + Nhấn chọn Perform Retraction During Wipe Movement (để đầu phun làm nhựa lúc thực rút nhựa) ˗ ˗ Sau thiết lập xong nhấn OK Hiệu chỉnh kích thước, vị trí support mơ hình ˗ Kích thước + Nhấp chuột lần vào mơ hình xuất bảng thơng số để hiệu chỉnh kích thước góc xoay mơ hình ˗ Nhóm 31 28 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 Do thời gian có hạn nên cần hiệu chỉnh kích thước cho phù hợp Giảm kích thước chi tiết xuống 80% (Scale) Vị trí: Nhấn Center and Arrange để phần mềm tự xếp chi tiết vào trung tâm bàn máy + ˗ ˗ Support: + Thêm support cho mơ hình chọn thẻ cuối bên phải (Customize Support Structures) + Nhấn Generate Automatic Support (Tự động tạo support) + Nhấn done Nhóm 31 29 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 Mơ hình trước support Mơ hình sau support Sau hiệu chỉnh xong ta chọn Prepare to Print để phần mềm tính tốn thời gian in, lượng nhựa sử dụng đường chạy đầu phun In lần 1: Thời gian in 48 phút, chiều dài nhựa cần 2720,5 mm - Để xuất file G – codes lưu vào ổ di động chọn: Save toolpaths to disk - Để thoát quay lại điều chỉnh thông số chọn: Exit preview mode Nhóm 31 30 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 b Scroll Plate (đĩa xoắn ốc): thực thiết lập xuất file G-codes Housing Mơ hình Scroll Plate sau giảm kích thước xuống 80% Mơ hình chưa có support Nhóm 31 31 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 Mơ hình có support In lần 2: Thời gian in 15 phút, chiều dài nhựa cần 2187,8 mm Nhóm 31 32 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 c Jaw A,B,C Circlip (Chấu kẹp A,B,C Vòng hãm lò xo): thực import chi tiết lại vào chung bàn in (nhầm giảm thời gian in) thiết lập , xuất file G – codes Housing Mơ hình Jaw A,B,C Circlip sau import xếp giảm kích thước 80% Mơ hình chưa có support Nhóm 31 33 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 Mơ hình có support In lần 3: Thời gian in 41 phút, chiều dài nhựa cần in 1082 mm Nhóm 31 34 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 Q trình thực hiện: Nhóm 31 35 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 Ảnh chụp trình in sản phẩm Kết quả: Sản phẩm đảm bảo yêu cầu lắp ghép bề mặt sản phẩm chưa hoàn chỉnh (thừa, thiếu số vị trí) nguyên nhân độ xác máy q trình hiệu chỉnh phần mềm chưa chuẩn Nhóm 31 36 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 Housing Scroll Plate Nhóm 31 37 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 Jaw A, B, C Circlip Mơ hình mâm cặp chấu hoàn chỉnh TÀI LIỆU THAM KHẢO Đặng Văn Nghìn – Bùi Trọng Hiếu – Huỳnh Hữu Nghị (2020) Công nghệ in 3D Nhà xuất Đại Học Quốc Gia, Hồ Chí Minh Nhóm 31 38 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 Rich (2022) What Are Open Source 3D Printers? Explanation & Buyer’s Guide Truy cập từ: https://tactilehobby.com/what-are-open-source-3d-printers/ Diederik van der Steen Industrial SLA/DLP vs desktop SLA/DLP Truy cập từ: https://www.hubs.com/knowledge-base/industrial-sladlp-vs-desktop-sladlp/ Alkaios Bournias Varotsis Industrial FDM vs desktop FDM Truy cập từ: https://www.hubs.com/knowledge-base/industrial-fdm-vs-desktop-fdm/ Tích hợp công nghệ in 3D, startup mang đến giải pháp giúp tiết kiệm 70% chi phí niềng vơ hình thị trường Truy cập từ: http://khoi.nghiep.vn/tin-tuc/tich-hopcong-nghe-in-3d-startup-mang-den-giai-phap-giup-tiet-kiem-70-chi-phi-nieng-rangvo-hinh-tren-thi-truong.html Nhóm 31 39 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ... skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 MỤC LỤC PHẦN I: LÝ THUYẾT Câu 1: Trình bày khác biệt dịng in 3D: industrial, desktop, open source 03 nhóm cơng nghệ phổ biến: FDM/FFF... Trình bày khác biệt dịng in 3D: industrial, desktop, open source 03 nhóm cơng nghệ phổ biến: FDM/FFF (nhựa sợi ), SLA/DLP/LCD (nhựa lỏng), SLS/SLM (vật liệu bột) Sự khác biệt 03 công nghệ in. .. skknchat123@gmail.com moi nhat Thực tập kỹ thuật khí – ME3143 Kích thước tối đa Khả sản xuất Chi phí máy móc Máy in 3D nguồn mở (open source) Máy in 3D nguồn mở (open source) máy linh hoạt phần mềm, vật
Ngày đăng: 08/11/2022, 16:01
Xem thêm:
