Luận văn nghiên cứu chế tạo máy in 3d

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN KHOA CƠ KHÍ  NGÀNH CNKT CƠ ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÁY IN 3D GVHD: LÊ TẤN TÍN SVTH: MAI QUANG HUY HỒNG THIỆN MINH LN MSSV: DH11400477 DH11400656 LỚP: D14_CDT01 THÁNG 07 / 2018 Lời cám ơn Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em nhận đƣợc nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trƣờng Đại học Công nghệ Sài Gịn, thầy khoa Cơ khí nói riêng dạy dỗ cho em kiến thức môn đại cƣơng nhƣ môn chuyên ngành, giúp em có đƣợc sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn TH.S Lê Tấn Tín, ngƣời tận tình hƣớng dẫn, thảo luận đề tài nghiên cứu, bảo em suốt q trình làm khố luận Nhờ có lời hƣớng dẫn, dạy bảo đó, luận văn em hoàn thành cách suất sắc Một lần nữa, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Bài luận văn đƣợc thực tháng Ban đầu em cịn bỡ ngỡ vốn kiến thức em cịn hạn Do vậy, khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp q Thầy Cơ bạn học lớp luận đƣợc hoàn thiện Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt trình học tập hồn thành khố luận tốt Em xin chân thành cám ơn! TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2018 Sinh viên thực Hoàng Triệu Minh Luân Mai Quang Huy LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Công nghệ in 3D trở nên phổ biến nƣớc giới, nhiều hang sản xuất máy in 3D tiếng xuất nhƣ: Makerbot, Ultimaker, Creatbot, 3D Systems, Mankati,… với sản xuất tính thƣơng mại Tuy nhiên thị trƣờng máy in 3D Việt Nam mẻ Tiềm phát triển cơng nghệ in ấn 3D lớn ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác Với ngƣời khuyết tật, in 3D giúp tạo chân tay giả với chi phí khoảng triệu đồng Cịn kỹ thuật in 3D giúp tạo nên mẫu vật thể cách nhanh chóng xác Đặc biệt y học ứng dụng nhiều vào việc tạo mẫu phận thể ngƣời, giúp cho q trình chữa bệnh thành cơng Máy in 3D không phục vụ sinh viên kiến trúc, đồ họa mà cịn áp dụng cho nhà nghiên cứu, kĩ sƣ, giảng viên hay cá nhân có nhu cầu in tạo mẫu 3D Ví dụ nhƣ giảng viên sử dụng máy in 3D để in chi tiết máy cho sinh viên tiếp cận thực tế mẫu vật tiết học để tăng cƣờng khả thu nhận kiến thức sinh viên, từ kiến thức khơng cịn hình ảnh vẽ sách Hay kĩ sƣ sử dụng máy in 3D in nhanh chi tiết máy để phục vụ khách hàng nhanh với chất lƣợng tốt Với ứng dụng rộng rãi khả sử dụng nhiều lĩnh vực khác nhau, ứng dụng công nghệ in 3D rộng rãi, từ xây dựng, thời trang, y học, đến ngành công nghiệp nhƣ sản xuất tơ, máy bay, vũ trụ Chính lý chúng em định cho đời máy in 3D Nó khơng giúp chúng em hiểu đƣợc công nghệ mới, ứng dụng nhiều lĩnh vực đời sống mà giúp cho sinh viên chuyên ngành khí chế tạo máy ngành kỹ thuật khác trƣờng Đại học, Cao đẳng hỗ trợ khả sáng tạo, kỹ máy tính, khả tƣ ba chiều, phát triển hoàn thiện Đây lý chúng em lựa chọn đề tài nghiên cứu máy in 3D để thực đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ TRANG M CL C CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ 1.1 Máy in 3D ? 1.2 Giới thiệu công nghệ in 3D 1.3 Phân tích cơng nghệ in 3D 1.4 Mục đích lựa chọn đề tài máy in 3D 11 1.5 Hƣớng nghiên cứu mà đề tài nhắm tới 13 1.6 Một số loại công nghệ in 3D 15 1.7 Công nghệ in 3D Việt Nam 18 CHƯƠNG II XÂY DỰNG KẾT CẤU MÁY IN 3D 22 2.1 Sơ loại máy in 3D 22 2.2 Cách thức di chuyển loại đầu phun 24 2.3 Chọn hệ thống truyền động 25 2.4 Các linh kiện máy in 3D 27 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN ĐỘNG CƠ BƯỚC 40 3.1 Tính tốn chọn động 40 3.2 Tính tốn thiết kế trục: 47 CHƯƠNG LỰA CHỌN PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN 53 4.1 CURA 53 4.2 repetier host 54 4.3 Blender 56 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ THỰC NGHIỆM 58 5.1 THIẾT KẾ MƠ HÌNH MÁY IN 3D 58 5.2 THỰC NGHIỆM 60 5.3 Một số sản phẩm in 62 5.4 Sản phẩm hoàn thiện 64 CHƯƠNG KẾT LUẬN 65 6.1 Những kinh nghiệm thu đƣợc trình thực đề tài 65 6.2 Chiều hƣớng phát triển 66 6.3 Kết Luận 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 SINH VIÊN THỰC HIỆN: HOÀNG TRIỆU MINH LUÂN – MAI QUANG HUY 20/07/2018 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ TRANG CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ 1.1 Máy in 3D ? Máy in 3D việc biến mơ hình 3D máy tính bạn thành sản phẩm thật, vật thể thật tùy theo ý muốn ngƣời sử dụng mà ta cầm tay, sờ đƣợc sử dụng đƣợc Chứ in hình ảnh mà ta nhìn vào khối chiều giống nhƣ đời Máy in 3D đem đến nhiều hứa hẹn cho tạo sản phẩm mong muốn, cho phép in mơ hình, đồ chơi, sản phẩm sử dụng ngày, hay phận thể chí ngơi nhà Máy in D tạo thứ Tuy nhiên, ngƣời dùng bắt đầu cần phải tập làm quen với phần mềm thiết kế 3D gọi CAD (Computer Aided Design) phần mềm thiết kế khác, nhƣ việc lên vẽ phác thảo trƣớc in vật mẫu Bên cạnh đó, máy in 3D cịn đƣợc ứng dụng rộng rãi vào ngành nghề khác nhƣ y tế, phận giả cho ngƣời “in” mà khơng nhiều thời gian chi phí, phục vụ việc cấy ghép nhanh chóng hiệu 1.2 Giới thiệu cơng nghệ in 3D 1.2.1 Cơng nghệ in 3D ? Công nghệ in 3D hay công nghệ tạo mẫu nhanh cách thức để thực việc in 3D, hay cách thức để máy in 3D hoạt động Ngày công nghệ in 3D phát triển đa dạng, với sản phẩm 3D đƣợc in với nhiều loại vật liệu khác nhau, vật liệu dạng khối, dạng lỏng, dạng bột bụi Với loại vật liệu có nhiều phƣơng thức để in nhƣ sử dụng tia laser, dụng cụ cắt, đùn ép nhựa … Cách thức in có in từ dƣới lên, in từ đỉnh xuống In ấn 3D hay công nghệ sản xuất đắp dần, chuỗi công đoạn khác đƣợc kết hợp để tạo vật thể ba chiều Trong in ấn 3D, lớp vật liệu đƣợc đắp chồng lên đƣợc định dạng dƣới kiểm sốt máy tính để tạo vật thể Các đối tƣợng có hình dạng bất kỳ, đƣợc sản xuất từ mơ hình 3D nguồn liệu điện tử khác Máy in 3D loại robot công nghiệp In 3D gốc thuật ngữ có ý nghĩa liên quan đến q trình vật liệu tích lũy môi trƣờng bột với đầu máy in phun Gần ý nghĩa thuật ngữ đƣợc mở rộng để bao gồm đa dạng kỹ thuật nhƣ quy trình dựa CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ TRANG phun thiêu kết Tiêu chuẩn kỹ thuật thƣờng sử dụng hạn sản xuất phụ gia cho cảm giác rộng In 3D in nội dung (hình cắt CT bên trên) lên lớp ( tờ giấy bên trên) , lớp đƣợc in lần lƣợt chồng liên tiếp lên nhau, lớp lớp Mực in vật liệu muốn áp lên vật thể 3d, nhựa, giấy, bột, polymer, hay kim loại … , vật liệu có đặc điểm có kết dính với để vật liệu lớp bên kết dính với lớp bên dƣới đƣợc Sự phát triển công nghệ tạo mẫu nhanh có quan hệ mật thiết với phát triển ứng dụng máy tính thúc đẩy tiến nhiều lĩnh vực liên quan tới máy tính nhƣ:  Thiết kế (CAD – Computer Aided Design)  Chế tạo (CAM – Computer Aided Manufacturing)  Điều khiển thơng qua máy tính (CNC – Computer Numerical Control) 1.2.2 Ƣu điểm công nghệ in 3D Ƣu điểm nhƣ tên gọi : cơng nghệ tạo mẫu nhanh, cơng nghệ có vƣợt trội thời gian chế tạo sản phẩm hoàn thiện “Nhanh” giới hạn tƣơng đối Thông thƣờng, để tạo sản phẩm khoảng từ – 72 giờ, phụ thuộc vào kích thƣớc độ phức tạp sản phẩm Có thể bạn cho khoảng thời gian chậm, nhƣng so với thời gian mà công nghệ chế tạo truyền thống thƣờng từ nhiều tuần đến nhiều tháng để tạo sản phẩm nhanh nhiều Chính cần thời gian để tạo sản phẩm nên cơng ty sản xuất tiết kiệm đƣợc chi phí, nhanh chóng đƣa thị trƣờng sản phẩm Ƣu điểm đặc biệt thứ hai : nhƣ ví dụ hình dung in 3d bên trên, ta chế tạo đƣợc đầu ngƣời với đầy đủ phận bên lẫn bên cách chi tiết lần thực mà phƣơng pháp truyền thống chế tạo đƣợc 1.2.3 Lịch sử phát triển máy in 3D Công nghệ in 3D đƣợc biết đến vào cuối năm 1980,với tên cơng nghệ Rapid Prototyping (RP) Bởi quy trình ban đầu đƣợc hình thành nhƣ phƣơng pháp nhanh chóng hiệu chi phí để tạo nguyên mẫu để phát triển sản phẩm ngành Sau đó, vào năm 1984, Chuck Hull cơng ty cổ phần hệ thóng 3D phát triển hệ thống nguyên mẫu dựa trình đƣợc gọi stereolithography, lớp đƣợc bổ sung cách chữa giấy nến với ánh sáng cực tím laser Hull định nghĩa q trình nhƣ "hệ thống để tạo đối tƣợng ba chiều cách tạo mơ hình mặt cắt đối tƣợng đƣợc hình thànhnhƣng điều đƣợc đƣợc phát minh Kodama Đóng góp Hull việc thiết kế định dạng STL SINH VIÊN THỰC HIỆN: HOÀNG TRIỆU MINH LUÂN – MAI QUANG HUY 20/07/2018 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ TRANG (STereoLithography) tập tin đƣợc chấp nhận rộng rãi phần mềm in 3D nhƣ slicing ấp ủ chiến lƣợc kỹ thuật số phổ biến đến nhiều trình ngày hơm Thuật ngữ in 3D ban đầu đƣợc gọi trình sử dụng tiêu chuẩn tùy chỉnh máy in phun đầu in Các công nghệ đƣợc sử dụng hầu hết máy in 3D nay, đặc biệt ngƣời nuôi cá mẫu đƣợc ngƣời tiêu dùng theo định hƣớng mô hình lắng đọng hợp nhất, ứng dụng đặc biệt nhựa đùn.AM xử lý để thiêu kết kim loại tan chảy (nhƣ thiêu kết có chọn lọc tia laser, kim loại trực tiếp laser thiêu kết, chọn lọc tia laser nóng chảy) thƣờng tên riêng năm 1980 1990 Gần nhƣ tất sản kim loại thời điểm đúc, chế tạo, đóng dấu, gia cơng; nhiều tự động hóa đƣợc áp dụng cho công nghệ (chẳng hạn nhƣ robot hàn CNC), ý tƣởng công cụ đầu chuyển qua phong bì cơng việc 3D chuyển khối lƣợng ngun liệu thơ thành hình dạng mong muốn lớp lớp đƣợc liên kết hầu hết ngƣời với trình loại bỏ kim loại (thay thêm nó), chẳng hạn nhƣ CNC phay, CNC EDM, nhiều ngƣời khác Nhƣng AM-loại thiêu kết bắt đầu thách thức giả định Các cơng nghệ quy trình in 3D khác lên năm này, cụ thể Sản xuất hạt Ballistic (BPM) đƣợc cấp sáng chế William Masters, Laminated Object Manufacturing (LOM) ban đầu đƣợc cấp sáng chế Michael Feygin, Solid Ground Curing (SGC) Itzchak Pomerantz et Al 'in ba chiều' (3DP) ban đầu đƣợc cấp sáng chế Emanuel Sachs et al Và năm chín mƣơi đầu chứng kiến gia tăng số lƣợng công ty cạnh tranh thị trƣờng RP nhƣng tồn công ty gốc - 3D Systems, EOS Stratasys Trong suốt năm 1990 đầu năm 2000, loạt công nghệ tiếp tục đƣợc giới thiệu, tập trung hoàn toàn vào ứng dụng công nghiệp chúng quy trình cho ứng dụng mẫu, R & D đƣợc tiến hành nhà cung cấp công nghệ tiên tiến cho dụng cụ cụ thể, Ứng dụng sản xuất trực tiếp Điều chứng kiến xuất thuật ngữ mới, cụ thể chạy dao nhanh (RT), khuôn nhanh sản suất nhanh (RM) nhƣ trình phụ khác trƣởng thành trở nên rõ ràng việc loại bỏ sớm kim loại khơng cịn q trình gia cơng kim loại đƣợc thực theo loại điều khiển (một cơng cụ đầu di chuyển qua phong bì công việc 3D chuyển khối lƣợng nguyên liệu vào lớp hình dạng mong muốn lớp) Đó thập kỷ mà hạn chế bớt để xuất nhƣ retronym cho gia đình lớn q trình gia cơng với việc cắt kim loại nhƣ chủ đề phổ biến họ Tuy nhiên, vào thời điểm đó, thuật ngữ in ấn 3D gọi công nghệ polymer hầu hết tâm trí, hạn AM likelier để đƣợc sử dụng bối cảnh kim loại so với ngƣời say mê polymer / phun / stereolithography Thuật ngữ trừ khơng thay đƣợc hạn cơng, thay bổ sung thuật ngữ bao hàm phƣơng pháp loại bỏ cần thiết Bởi năm 2010 đầu năm, từ ngữ in 3D sản xuất phụ gia phát triển giác quan, họ đồng nghĩa thuật ngữ bao trùm cho tất công nghệ AM Mặc dù khởi hành từ trƣớc mặt kỹ thuật giác quan họ hẹp SINH VIÊN THỰC HIỆN: HOÀNG TRIỆU MINH LUÂN – MAI QUANG HUY 20/07/2018 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ TRANG hơn, phản ánh thực tế đơn giản mà công nghệ chia sẻ tất chủ đề chung lớp tài liệu bổ sung / tham gia suốt phong bì 3D làm việc dƣới kiểm soát tự động (Các điều khoản khác xuất hiện, mà thƣờng đƣợc sử dụng nhƣ từ đồng nghĩa AM (dù hypernyms), sản xuất máy tính để bàn, sản xuất nhanh chóng [là ngƣời thừa kế sản xuất cấp hợp lý để tạo mẫu nhanh ], sản xuất theo yêu cầu [mà vang -demand in theo nghĩa 2D in ].) The 2010s thập kỷ đầu tiên, phận kim loại nhƣ khung cơvà loại hạt lớnsẽ đƣợc phát triển (trƣớc thay gia cơng) sản xuất công việc obligately đƣợc gia công từ cổ phiếu Hiện nay, thị trƣờng máy in 3D đƣợc xem nằm tầm trung, đòi hỏi yêu cầu giá nhƣ cải tiến gia tăng độ xác, tốc độ in vật liệu in Một số ngƣời cho cách mạng công nghiệp lần thứ 2, thứ 3, chí đơi cách mạng công nghiệp lần thứ 4, điều mà phủ nhận tác động việc in ấn 3D khu vực công nghiệp tiềm lớn mà công nghệ in 3D thể cho tƣơng lai ngƣời tiêu dùng.Tiềm tiếp tục mở trƣớc mắt Năm 2013, ngành công nghệ sản xuất đắp dần trị giá khoảng 3,1 tỷ USD/năm, tăng 35% so với năm 2012 Trong vòng sáu năm tới, tốc độ tăng trƣởng trung bình đƣợc dự đốn mức cao, khoảng 32%/năm đạt mức 21 tỷ USD vào năm 2020.Trong vòng sáu năm tới, tốc độ tăng trƣởng trung bình đƣợc dự đoán mức cao, khoảng 32%/năm đạt mức 21 tỷ USD vào năm 2020 1.2.4 Ba thời kì trình tạo mẫu Quá trình tạo mẫu đƣợc phân làm ba thời kì Tƣơng tự trình tạo mẫu máy vi tính, tính chất vật lý mẫu đƣợc nghiên cứu phát triển thời kì thứ ba  Thời kì đầu: tạo mẫu tay Thời kì đời cách vài kỷ Trong thời kì này, mẫu điển hình khơng có độ phức tạp cao chết tạo mẫu trung bình khoảng tuần Phƣơng pháp tạo mẫu phụ thuộc vào tay nghề thực công việc cách nặng nhọc SINH VIÊN THỰC HIỆN: HOÀNG TRIỆU MINH LUÂN – MAI QUANG HUY 20/07/2018 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ TRANG Hình 1.1 Thời kì tạo mẫu tay  Thời kì thứ hai: Sử dụng phần mềm tạo mẫu (tạo mẫu ảo) Thời kì thứ hai tạo mẫu phát triển sớm, khoảng thập niên 70 Thời kì có phần mềm tạo mẫu hay tạo mẫu ảo Việc ứng dụng CAD/CAE/CAM trở nên phổ biến Phần mềm tạo mẫu phát họa vi tính suy tƣởng, ý tƣởng Các mẫu nhƣ mơ hình vật lý: đƣợc kiểm tra, phân tích nhƣ đo ứng suất đƣợc hiệu chỉnh cho phù hợp chúng chƣa đạt u cầu Vì xác định xác thuộc tính tính chất vật liệu nên việc phân tính ứng suất sức căng bề mặt chất lỏng dự đốn xác đƣợc Các mẫu thời kì trở nên phức tạp so với thời kì đầu Vì thế, thời gian yêu cầu cho việc tạo mẫu có khuynh hƣớng tang lên, tính chất vật lý mẫu cịn phụ thuộc vào phƣơng pháp tạo mẫu trƣớc Tuy nhiên việc vận dụng máy gia cơng xác cải thiện tốt tính chất vật lý mẫu Cùng với tiến lĩnh vực tạo mẫu nhanh thời kì thứ ba, có trợ giúp lớn trình tạo mẫu ảo Tuy nhiên cịn tranh cãi giới hạn công nghệ tạo mẫu nhanh nhƣ: Sự giới hạn vật liệu (hoặc chi phí cao cách sử dụng cho vật liệu không giống để tạo chi tiết), tính chất vật lý phần sản phẩm trình tạo mẫu đƣợc tính đến SINH VIÊN THỰC HIỆN: HỒNG TRIỆU MINH LUÂN – MAI QUANG HUY 20/07/2018 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ TRANG Hình 1.2 Phần mềm tạo mẫu nhanh hay tạo mẫu ảo  Thời kì thứ 3: Cơng nghệ tạo mẫu nhanh Q trình tạo mẫu rỗng thích hợp cho việc sản xuất bàn nâng hay công nghệ sản xuất lớp Công nghệ thể trình phát triển tạo mẫu thời kỳ thứ ba Việc phát minh thiết bị tạo mẫu nhanh phát minh quan trọng Thời kỳ thứ ba thời kỳ bùng nổ mạnh mẽ công nghệ kinh tế giới Vào thời điểm số lƣợng nhà sản xuất, công ty, doanh nghiệp tang lên không ngừng, tạo môi trƣờng cạnh tranh vô liệt Việc đƣa sản phẩm thị trƣờng nhanh đối thủ trở nên quan trọng khơng nói vấn đề sống cịn Khi sản phẩm đời phải trải qua nhiều cơng đoạn bao gồm thiết kế, chế tạo, kiểm tra tiếp thị Để đƣa sản phẩm thị trƣờng nhanh chóng thời gian chi phí cho giai đoạn phải đƣợc rút ngắn triệt để Năm 1988, 20 cơng nghệ tạo mẫu đƣợc nghiên cứu Hình 1.3 Công nghệ tạo mẫu nhanh 1.2.5 Cấu tạo máy in 3D SINH VIÊN THỰC HIỆN: HOÀNG TRIỆU MINH LUÂN – MAI QUANG HUY 20/07/2018 CHƢƠNG LỰA CHỌN PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN 55 TRANG + Dễ dàng điều chỉnh với tùy chọn điều chỉnh hạn chế + Thiết kế gọn gàng dễ hiểu 4.2 repetier host 4.2.1 Công cụ đối tƣợng in 1/ Copy objects : Copy nhiều đối tƣợng giống Chức cho phép copy nhiều đối tƣợng giống lúc tự động xếp từ 2/ Autoposition : Tự động xếp Khi bạn đƣa nhiều đối tƣợng in 3D vào phần mềm, phần mềm xếp cách tự động đƣa từ 3/ Center Postion : Canh đối tƣợng Tƣơng tự nhƣ Autoposition nhƣng phần mền đƣa đối tƣợng bạn chọn vào bàn in 4/ Scale Objects : Chỉnh tỉ lệ đối tƣợng Chức cho bạn tăng giảm tỉ lệ đối tƣợng cần in mà không cần vẽ lại scale phần mềm vẽ 3D 5/ Scale Objects : Quay đối tƣợng in Đôi bạn cần xếp đối tƣợng cho phù hợp cần quay cạnh đối tƣợng Thì chức cho phép bạn quay đối tƣợng đƣợc chọn qua trái, phải, trên, dƣới góc tùy ý (tính độ) 4.2.2 Điều khiển máy in thơng qua máy tính SINH VIÊN THỰC HIỆN: HỒNG TRIỆU MINH LUÂN – MAI QUANG HUY 20/07/2018 CHƢƠNG LỰA CHỌN PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN 56 TRANG Khi kết nối máy in với máy tính thơng qua cổng USB, bạn điều khiển trực tiếp máy tính mà khơng cần thơng qua LCD Ngồi phần mềm cịn hiển thị rõ nhiệt độ, thời gian in, lệnh in Bạn gõ lệnh gcode trực tiếp phần mềm để điều khiển máy in mà LCD khơng có chức 1/Trở Home Biểu tƣợng ngơi nhà có chức đƣa vị trí truc X, Y, Z trở vị trí Khi click biểu tƣợng ngơi nhà X trục X chạy đến đụng cơng tắc hành trình (endstop), ngừng lại phần mềm hiểu vị trí Tƣơng tự cho trục Y, Z tất 2/ Di chuyển trục X, Y Di chuyển trục X,Y theo mm Khi rê chuột vào mũi tên hiển thị 0.1 , 1, 10 50mm Bạn chọn số mm cần dịch chuyển trục theo hƣớng trái phải 3/ Vơ hiệu hóa động bƣớc Biểu tƣợng nhƣ nút nguồn dùng để vơ hiệu hóa động bƣớc Khi click nút "trở home" "di chuyển trục" motor giữ khơng cho phép kéo tay trục Để kéo tay đƣợc phải click nút vơ hiệu hóa động bƣớc 4/ Mở quạt thổi nguội sợi nhựa Quạt thổi nguội sợi nhựa nằm đầu phun, đƣợc mở tự động in đến lớp thứ Quạt tự động điều mạnh hay yếu trình in Nếu bạn muốn quạt đƣợc chỉnh theo ý muốn bạn chọn mục này, độ mạnh yếu đƣợc tính theo % 5/ Nhiệt độ đầu phun Tắt mở nhiệt độ đầu phun, thay đổi giá trị nhiệt độ 6/ Di chuyển trục Z Tƣơng tự mục số dùng di chuyển trục Z lên xuống 7/ Đùn nhựa Đùn nhựa hoạt động nhiệt độ đầu phun phải đạt từ 170 độ trở lên Khi nhiệt độ chƣa đạt đùn nhựa khơng hoạt động cho dù bạn có bấm vào nút Nút dùng để kéo sợi nhựa vào đầu phun 4.2.3 Cấu hình nâng cao Mơ hình đƣợc in sau cấu hình lại phần mềm Và vật đựng đƣợc nƣớc SINH VIÊN THỰC HIỆN: HOÀNG TRIỆU MINH LUÂN – MAI QUANG HUY 20/07/2018 CHƢƠNG LỰA CHỌN PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN 57 TRANG Để làm đƣợc điều bạn vào tab “Slicer” chọn nút “ configuration” chọn tab “Structures” 1/ Shell Thickness: Bề dày viền Khi sử dụng kim phun 0.4 cấu hình để 0.8 : tức đƣờng viền gồm vịng, có độ dày 0.8mm 2/ Top/Bottom Thickness: Bề dày lớp đáy lớp Độ dày lớp lớp sau hoàn thành đối tƣợng Nếu cấu hình độ dày lớp 0.3 cấu hình 0.6 đƣợc phủ lớp, lớp 0.3mm 3/ Infill Pattern: Chế độ in đặc rỗng Ở có vài lựa chọn Grid: chế độ in theo hình lƣới Line: chế độ in theo xọc ngang Concentric Lines: đƣờng chéo Automatic: tự động theo chế độ % 4/ Solid Top Infill Solid Bottom Infill: cho phép phủ lớp lớp 4.3 Blender Blender phần mềm đồ họa 3D miễn phí nguồn mở, đƣợc sử dụng để làm phim hoạt hình, kỹ xảo, ảnh nghệ thuật, mẫu in 3D, phần mềm tƣơng tác 3D Các tính Blender bao gồm tạo mẫu 3D, UV unwrapping, áp vân bề mặt, mơ khói, chất lỏng, hạt chuyển động thể, điêu khắc, hoạt họa, phối hợp chuyển động, camera tracking, rendering chỉnh sửa video Blender tƣơng thích với số hệ điều hành nhƣ Linux, Mac OS X, Microsoft Windows o Tính năng: + + + + + Cơng cụ tạo khung hình cách nhanh chóng Hỗ trợ giao diện cho script Python Hoạt hình với cơng cụ tạo biến dạng, mơ dịng nƣớc, Từ phiên 2.76 có giao diện tiếng Việt Hỗ trợ OSL (Ngôn Ngữ Tô Bóng Mở) Cơng ty Sony SINH VIÊN THỰC HIỆN: HOÀNG TRIỆU MINH LUÂN – MAI QUANG HUY 20/07/2018 CHƢƠNG LỰA CHỌN PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN 58 TRANG So với ứng dụng 3D khác Blender yêu cầu phần cứng thấp nhiều lần Tuy nhiên, cấu hình mạnh điều cần thiết để làm việc với hiệu ứng phức tạp  Kết Luận: Nhóm chúng em chọn phần mềm Repetier – host làm phần mềm điều khiển cho đề tài luận văn máy in 3D nhóm chúng em tính dễ thao tác dễ điều chỉnh SINH VIÊN THỰC HIỆN: HOÀNG TRIỆU MINH LUÂN – MAI QUANG HUY 20/07/2018 CHƢƠNG THIẾT KẾ VÀ THỰC NGHIỆM 59 TRANG CHƢƠNG THIẾT KẾ VÀ THỰC NGHIỆM 5.1 THIẾT KẾ MƠ HÌNH MÁY IN 3D Bƣớc 1: Lắp dàn khung cho mơ hình máy in 3D Hình 5.1 Lắp dàn khung cho mơ hình máy in Sử dụng nhơm định hình 20x20 làm khung mơ hình cho máy dễ tháo lắp điều chỉnh kết cấu máy in Bƣớc 2: Lắp trục Y cho mơ hình gắn khung bàn in Hình 5.2 Thiết kế trục Y cho mơ hình máy in gắn khung để lắp bàn in CHƢƠNG THIẾT KẾ VÀ THỰC NGHIỆM 60 TRANG Hình 5.3 Lắp bàn in Trục X Hình 5.4 Lắp cụm đầu đùn Hình 5.5 Gắn mạch điều khiển dây cho động bƣớc, cụm đầu đùn 5.2 THỰC NGHIỆM SINH VIÊN THỰC HIỆN: HOÀNG TRIỆU MINH LUÂN – MAI QUANG HUY 20/07/2018 CHƢƠNG THIẾT KẾ VÀ THỰC NGHIỆM 61 TRANG Trong thời gian làm luận văn sau hoàn thành mơ hình máy in 3D Pursa, chúng em in nhiều mẫu in với kích thƣớc kiểu dáng khác để kiểm tra chất lƣợng máy in, chất lƣợng sản phẩm Sau số mẫu in bị lỗi in lần đầu: Hình 5.6 sản phẩm in bị lỗi sau in lớp in không + Nguyên nhân lỗi: tốc độ in nhiệt độ in không + Khắc phục: giảm tốc độ in điều chỉnh lại lớp in SINH VIÊN THỰC HIỆN: HOÀNG TRIỆU MINH LUÂN – MAI QUANG HUY 20/07/2018 CHƢƠNG THIẾT KẾ VÀ THỰC NGHIỆM 62 TRANG Hình 5.7 sản phẩm in bị lỗi sau in bàn in chƣa đƣợc cân chỉnh Khắc phục lỗi: + Cân chỉnh lại bàn in + Giảm tốc độ in lớp giảm gia tốc in Hình 5.8 in thử sản phẩm in có độ rộng bàn in  Máy in 3D có tốc độ in ổn định sản phẩm in thành hình nhƣng lớp in cịn độ nhám đầu phun nhựa sai số SINH VIÊN THỰC HIỆN: HOÀNG TRIỆU MINH LUÂN – MAI QUANG HUY 20/07/2018 CHƢƠNG THIẾT KẾ VÀ THỰC NGHIỆM 63 5.3 Một số sản phẩm in Hình 5.9 In thử thƣớc đo độ dài 20cm Hình 5.10 lớp nhựa in cịn chƣa SINH VIÊN THỰC HIỆN: HỒNG TRIỆU MINH LUÂN – MAI QUANG HUY 20/07/2018 TRANG CHƢƠNG THIẾT KẾ VÀ THỰC NGHIỆM 64 Hình 5.11 Bề mặt in cịn độ nhám Hình 5.12 Một mẫu in đƣợc thử lắp ổ bi trục sau in SINH VIÊN THỰC HIỆN: HOÀNG TRIỆU MINH LUÂN – MAI QUANG HUY 20/07/2018 TRANG CHƢƠNG THIẾT KẾ VÀ THỰC NGHIỆM 65 5.4 Sản phẩm hồn thiện Hình 5.13 Một số mẫu in hồn chỉnh SINH VIÊN THỰC HIỆN: HỒNG TRIỆU MINH LUÂN – MAI QUANG HUY 20/07/2018 TRANG CHƢƠNG KẾT LUẬN TRANG 66 CHƢƠNG KẾT LUẬN 6.1 Những kinh nghiệm thu đƣợc trình thực đề tài 6.1.1 Những kinh nghiệm vận hành hoạt động máy in 3D Khi tìm hiểu quy trình hoạt động, chúng em phải tìm hiểu thành phần máy in 3D Pursa, lên danh sách thiết kế mảnh lắp đƣợc sử dụng nhƣ mối lắp cho máy in 3D Tìm hiểu cách hoạt động nên sử dụng phần mềm để điều khiển máy in Sau dựng mơ hình, chúng em có thêm kinh nghiệm vẽ 3D xuất file STL qua phần mềm mô repetier-host Trong trình in nhiều mẫu in thử nghiệm chúng em phải điều chỉnh nhiều lần thông số nhƣ: tốc độ in, nhiệt độ, độ dày lớp in,… Tập sử dụng phần mềm in mẫu thiết kế nhiều lần mẫu in hồn thiện Ngồi chúng em cịn có thêm hiểu biết việc lựa chọn nhựa in, nên làm để khay in phù hợp với máy in sử dụng kiếng thủy tinh thƣờng không sử dụng bàn gia nhiệt cho máy in Việc lựa chọn nhựa in hay khay in quan trọng phải phù hợp với kết cấu máy in 3D, q trình thực chúng em cịn nhiều sai sót 6.2 Chiều hƣớng phát triển 6.2.1 Chống nhiễu công nghiệp Hiện tƣợng gây nhiễu: Là tƣợng có tín hiệu tần số cao xuất dạng sóng tần số nguồn Nguyên nhân thƣờng nhiễu điện từ gây thiết bị: lị vi sóng, thiết bị hàn, thiết bị điện tử, điện tử cơng suất lị nung, luyện, … Hậu gây nhiễu cho thiết bị điện tử nhạy cảm, thơng thƣờng khơng phá hủy thiết bị nhƣng gây lỗi chƣơng trình liệu  Đối với mơ hình máy in 3D mạch điều khiểu Atmega 2560 thiết bị cần phải chống nhiễu làm việc mơi trƣờng cơng nghiệp, dùng để để đóng ngắt Replay, tải có điện áp dịng lớn thƣớng xun khơng ổn định s 6.2.2 Một số nguyên nhân gây nhiễu phƣơng pháp xử lý CHƢƠNG THIẾT KẾ VÀ THỰC NGHIỆM 67 TRANG 1) Do nguồn cấp cho Arduino không ổn định Khi sử dụng điện công nghiệp, thơng thƣờng hệ thống khơng ổn định, có nhiều máy công suất lớn Sử dụng tiêu hao điện lớn Do khởi động hay đóng ngắt dộng cơ, dịng khởi động lớn, nên điện nguồn có tƣợng sụt áp Điều ảnh hƣởng đến điện áp nguồn cấp vào cho vi điều khiển Giải pháp: Dùng nguồn điện riêng cung cấp cho mơ hình máy in 3D từ ắc quy hay sạc dự phòng, nguồn dung nguồn tách riêng với nguồn điện công nghiệp giúp hệ thống ổn định cho vi điều khiển 2) Do tín đầu vào bị nhiễu với tín hiệu vi điều khiển Với tín hiệu INPUT từ ngồi vào nhƣ: nút nhấn, tín hiệu cơng tắc hành trình,… Cũng nguyên nhân gây nhiễu Giải pháp: Sử dụng board input cách ly Tín hiệu từ vi điều khiển đƣợc cách ly trƣớc Hình 6.1 Board input cách ly từ 24v sang 5v 6.2.3 Giải pháp chống nhiễu cho mơ hình máy in 3D cơng nghiệp  Sử dụng nguồn điện riêng qua chuyển đổi nguồn điện để cấp điện cho mạch điều khiển Cũng trực tiếp cấp nguồn SINH VIÊN THỰC HIỆN: HOÀNG TRIỆU MINH LUÂN – MAI QUANG HUY 20/07/2018 CHƢƠNG THIẾT KẾ VÀ THỰC NGHIỆM 68 TRANG điện cho mạch điều khiểu Atmega thông qua cổng USB đƣợc kết nối với laptop (5-12V) điều khiển máy in 3D nhằm hạn chế gây nhiễu nguồn cấp không ổn định  Nhƣợc điểm: mơ hình máy in 3D khơng đủ điều kiện để lắp mạch chống nhiễu nên cịn có điểm thiếu sót 6.3 Kết Luận Sau tháng nghiên cứu thực đề tài với giúp đỡ giáo viên hƣớng dẫn nỗ lực học tập, nghiên cứu chúng em hoàn thành nhiệm vụ mà đề tài tốt nghiệp yêu cầu : + + + + + Độ phân giải : 0.1 – 0.3 mm lớp in ứng dụng chế tạo nhang tạo mẫu phục vụ gia đình cơng nghiệp tìm hiểu lập trình vi điều khiển Tìm hiểu chống nhiễu môi trƣờng công nghiệp Vật in không gian 400x500x200 mm Sau hoàn thiện chi tiết sản phẩm in, chúng em khắc phục lỗi sai sót nhiệt độ,…vV Những cịn số sai sót cịn cần khắc phục nhƣ nhựa in khơng Trong q trình thực luận văn khơng khỏi mắc phải sai sót Cảm ơn giáo viên hƣớng dẫn thầy khoa khí giúp đỡ chúng em thời gian thực luận văn, Và lời góp ý từ phía thầy giúp chúng em hồn thiện mơ hình máy in 3D Chúng em xin chân thành cảm ơn SINH VIÊN THỰC HIỆN: HOÀNG TRIỆU MINH LUÂN – MAI QUANG HUY 20/07/2018 TRANG TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Công nghệ chế tạo máy tập 1,2,3 - GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS Lê Văn Tiến, PGS.TS Ninh Đức Tốn, PGS.TS Trần Xuân Việt [2] Tự học Solidworks hình ảnh – NXB Bách Khoa Hà Nội [3] Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc [4] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển [5] Công nghệ in 3D đột phát vào nghành nghề - Nguyễn Xuân Chánh [6] Lập trình điều khiển với Arduino – NXB Khoa Học Kỹ Thuật [7] http://reprap.org [8] http://www.repecier.com [9] http:// arduino.vn