Thiết kế chế tọa và điều khiển máy in 3d

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ ĐIỀU KHIỂN MÁY IN 3D NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: ThS LÊ TẤN SANG Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Nguyễn Chí Thanh 1811030083 18DCTA2 Lê Trung Vĩnh 1811030265 18DCTA2 Trần Xuân Đỉnh 1811030232 18DCTA2 TP Hồ Chí Minh, 02 tháng 08 năm 2022 VIỆN KỸ THUẬT HUTECH MÃ ĐỀ TÀI PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên đăng ký đề tài (sĩ số nhóm 03): (1) Nguyễn Chí Thanh MSSV: 1811030083 Điện thoại: 0766168879 (2) Trần Xuân Đỉnh Lớp: 18DCTA2 Email: thanhr8113@gmail.com MSSV: 1811030232 Điện thoại: 0343142138 Lớp: 18DCTA2 Email: tranxuandinh28022000@gmail.com (3) Lê Trung Vĩnh MSSV: 1811030265 Điện thoại: 0332520434 Ngành Lớp: 18DCTA2 Email: levinh1235789@gmail.com : Cơ Điện Tử Chuyên ngành : Kỹ Thuật Cơ Điện Tử Tên đề tài đăng ký : Thiết kế, chế tạo điều khiển máy in 3D Giảng viên hướng dẫn Sinh viên đăng ký (Ký ghi rõ họ tên) Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh viên thực đề tài Họ tên : Nguyễn Chí Thanh MSSV: 1811030083 Lớp: 18DCTA2 Điện thoại : 0385157321 Email: Thanhr8113@gmail.com Ngành : Kỹ Thuật Cơ Điện Tử Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo điều khiển máy in 3D Nhiệm vụ thực đề tài: Giới thiệu vai trị, ý nghĩa máy in 3D Phân tích công nghệ in 3D, cấu máy thị trường đặt đầu Tính tốn, lựa chọn nguồn điện; lựa chọn thiết bị điện phù hợp; trình bày phương pháp điều khiển động cơ; tính tốn, lựa chọn cảm biến; Thực vẽ điện A0 Làm mơ hình thực nghiệm viết báo cáo, đánh giá kết Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh viên thực đề tài Họ tên : Lê Trung Vĩnh MSSV: 1811030265 Điện thoại : 0332520434 Ngành : Kỹ Thuật Cơ Điện Tử Lớp: 18DCTA2 Email : Levinh1235789@gmail.com Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo điều khiển máy in 3D Nhiệm vụ thực đề tài: Giới thiệu vai trị, ý nghĩa máy in 3D Phân tích công nghệ in 3D, cấu máy thị trường đặt đầu Tính tốn, thiết kế khí bao gồm tính tốn, lựa chọn động cơ; tính tốn truyền (nếu có); tính tốn chi tiết máy trục, ổ lăn, ổ trượt, vít, bu lông,… ; Thực vẽ lắp A0 vẽ chi tiết Làm mơ hình thực nghiệm viết báo cáo, đánh giá kết Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh viên thực đề tài Họ tên : Trần Xuân Đỉnh MSSV: 1811030232 Lớp: 18DCTA2 Điện thoại : 0343142138 Email: tranxuandinh28022000@gmail.com Ngành 10 : Kỹ Thuật Cơ Điện Tử Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo điều khiển máy in 3D 11 Nhiệm vụ thực đề tài: Giới thiệu vai trò, ý nghĩa máy in 3D Phân tích cơng nghệ in 3D, cấu máy thị trường đặt đầu Mô hình hóa; Thiết kế mơ giải thuật điều khiển Làm mơ hình thực nghiệm viết báo cáo, đánh giá kết Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác (Ký tên ghi rõ họ tên) i Điều khiển động vi bước (Microstep): Đây phương pháp mới, áp dụng trình điều khiển động bước Từ đó, cho phép động bước dừng lại định vị khoảng vị trí nửa bước bước đủ Ưu điểm dễ thấy phương pháp động hoạt động hiệu với góc bước nhỏ độ xác cao Do xung cấp động có dạng sóng nên máy hoạt động êm hơn, hạn chế vấn đề cộng hưởng lực động hoạt động 5.4 Công tắt hành trình Cơng tắt hành trình dùng để giới hạn chuyển động Gồm hay nhiều tiếp điểm NO NC Các cơng tắt hành trình nút nhấn thường đóng, thường mở, cơng tắt tiếp điểm, công tắt quang Khi công tắt hành trình tác động làm đóng ngắt mạch điện ngắt khởi động cho thiết bi 5.5 Phần mềm Ultimaker 5.5.1 Giới thiệu Những tiến in 3D làm cho trở nên lý tưởng cho việc tạo mẫu, khuôn tùy chỉnh, hỗ trợ sản xuất phận sử dụng cuối Do đó, nhiều công ty mua máy in 3D chế tạo dây tóc hợp (FFF) để hợp lý hóa quy trình sản xuất họ Nhưng việc lựa chọn máy in 3D phù hợp quan trọng 68 5.5.2 Vì chọn phần mềm ultimaker vào máy in 3D? Vì FFF in theo lớp, chiều cao lớp định độ mịn bề mặt Điều giống độ phân giải hình: nhiều pixel hình - lớp in - bạn thấy chi tiết Chiều cao lớp cao dẫn đến `` bước '' nhỏ nhìn thấy bề mặt cong in Để đảm bảo máy in 3D bạn tạo bề mặt nhẵn, kiểm tra chiều cao lớp tối thiểu - điều nhỏ tạo nhiều chi tiết Độ dày lớp điển hình máy in 3D từ 20 đến 600 micron Độ dày tối thiểu 20 micron có nghĩa máy in bạn sử dụng cho ứng dụng thích hợp, chẳng hạn tạo khuôn cho phận Hãy nhớ chất lượng in ảnh hưởng đến tốc độ in - in vật thể với độ xác 100 micron nhiều thời gian 300 micron Nhưng tất phận cần chất lượng hoàn thiện tốt Đối với nguyên mẫu đơn giản để kiểm tra độ vừa vặn kích thước, bạn nên in nhanh Khi thiết lập in bạn phần mềm Ultimaker Cura, bạn chọn độ dày tốc độ lớp 69 Chương KẾT QUẢ VÀ THỰC NGHIỆM 6.1 Bộ phận đùn nhựa Là kết hợp thiết bị động bước, đùn, ống tản nhiệt, đầu đùn, cảm biền nhiệt độ, đầu gia nhiệt, khối gia nhiệt quạt tản nhiệt 6.2 Cơ cấu trục X Y Z Là vừa khung máy in 3D, vừa cấu di chuyển theo trục X Y Z giá trị cho biết vị trí dụng cụ cắt theo ba chiều: Chiều X cho chiều ngang, Y cho chiều dọc Z cho chiều sâu 70 6.3 Bộ điều khiển trung tâm trái tim não máy in 3D, chịu trách nhiệm điều khiển phận đầu đùn, đế nóng, động cảm biến Dùng quạt tản nhiệt để làm mát cho điều khiển trung tâm 71 6.4 Bộ phận hiển thị Là hình hiển thị thơng tin núm núm xoay để điều chỉnh thống số máy in 3D 72 6.5 Bộ phận bàn in Là gồm có bàn nhiệt liên kết vs bat đỡ, chỉnh bàn lên xuống núm vặn dùng miếng dán bàn nhiệt để làm in, tạo độ bám cho vật 73 6.6 Đề tài sau hồn thiện Máy in 3D ứng dụng cơng nghệ FDM khung nhôm lên kết với ke nối vuông chuyên dụng tạo thành cấu trục X Y Z Máy trang bị thêm linh kiện thiết bị như: + x Mạch điều khiển máy in MKS Gen V1.0 + x board hình 2004 + x Driver điều khiển động bước A4988 + x Bàn nhiệt Mk2b kích thước 20x20 + x Động bước NEMA 17 + x Bộ đùn MK8 + x ống tản nhiệt + x Đầu gia nhiệt + x Cảm biến nhiệt độ + x cơng tắc hành trình + x quạt tản nhiệt 74 + x Nguồn 12VDC – 32A + Các phụ kiện dây nối, ke, miếng dán nhiệt, … 75 6.7 Các sản phẩm làm đề tài Các chi tiết lắp ráp máy: Các chi tiết máy có tính chịu lực cao 76 77 Các mơ hình địi hỏi chi tiết xác cao 78 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 7.1 Kết luận Bất kì sản phẩm thị trường kể máy in 3D có ưu nhược điểm riêng biệt nhiên có mục đích chung phục vụ nhu cầu khách hàng, lợi ích doanh nghiệp Việc lắng nghe tiếp thu phản hồi người tiêu dùng góp phần to lớn vào việc phát triển tiến sản phẩm từ đem lại lợi nhuận cho doanh nghiệp người tiêu dùng Với việc chế tạo thành cơng máy in 3D góp phần vào phát triển cơng nghệ nước nói chung người tiêu dùng nói riêng: tiết kiệm thời gian, tăng suất, tiết kiệm chi phí, khơng việc tự chủ công nghệ không phụ thuộc vào nước ngồi góp phần khơng nhỏ việc phát triển công nghiệp Đưa công nghiệp Việt Nam vươn xa giới Mơ hình máy in 3D thiết kế chế tạo Quá trình in thử nghiệm với vật liệu nhựa cho sản phẩm xác mặt kích thướt hình học đảm bảo tính kỹ thuật yêu cầu Kết nghiên cứu chế tạo máy in 3D ứng dụng cho vật liệu in hệ gốm sứ, cho xây dựng,… góp phần phục vụ đào tạo phục vụ dây chuyển sản xuất 79 80 7.2 Hướng phát triển Mặt dù hoàn thành thiết kế lắp đặt máy, nhiên đề tài nhiều mặt cần cải tiến nhằm đạt hiệu suất tối đa sản xuất Một số hướng phát triển nhóm muốn hướng đến: Hồn thiện máy cho hướng sản xuất đại trà, giảm giá thành sản xuất đạt hiệu suất cao ổn định Do hạn chế đồ án tốt nghiệp, nên dùng lại sản xuất chi tiết nhỏ Nhóm hi vọng cải tiến máy để sản xuất đại trà với giá thành thấp hiệu suất độ ổn định nâng cao + Đơn giản cấu trúc, khối lượng, quy mơ + Tích hợp thêm số tính (hiện đại máy hơn) + Có thể in nhiều màu nhiều chất liệu 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO (1) PGS Nguyễn Xuân Chánh, Công nghệ in 3D đột phá vào ngành nghề, NXB Bách khoa, 2016 (2) Lê Đồn Thanh Lâm, Cơng nghệ 3D, NXB Hà Nội 2018 - Tài liệu tiếng Anh: (3) Nguyễn Ngọc Đào – Hồ Viết Bình – Trần Thế San, Chế độ cắt gia cơng khí – – Trường ĐH SPKT, NXB ĐÀ NẴNG, năm 2006 (4) Nguyễn Thành Lâm, Bảng tra dung sai lắp ghép, NXB TP HỒ CHÍ MINH 2013 (5) Hồ Viết Bình – Phan Minh Thanh, Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, NXB ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2014 (6) Nguyễn Phùng Tấn, Giáo trình công nghệ chế tạo máy 1, 2009 (7) Nguyễn Phùng Tấn, Giáo trình cơng nghệ chế tạo máy 2, 2010 82