(Đồ án tốt nghiệp) nghiên cứu và khảo sát ảnh hưởng rung động đến cơ tính của sản phẩm in 3d

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU VÀ KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG RUNG ĐỘNG ĐẾN CƠ TÍNH CỦA SẢN PHẨM IN 3D MÃ SỐ: SV2022-179 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: LÊ PHI HỒ SKC008030 Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM *********** BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU VÀ KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG RUNG ĐỘNG ĐẾN CƠ TÍNH CỦA SẢN PHẨM IN 3D Mã số đề tài: SV2022-179 Thuộc nhóm ngành khoa học: Báo cáo phân tích SV thực hiện: Lê Phi Hồ Dân tộc: Nam, nữ: Nam Phạm Võ Hồng Tâm Nam Nguyễn Cơng Trường Nam Phạm Minh Khôi Nam Chu Thẩm Trường Giang Nam Kinh Lớp, khoa: 18143CLA, 18144CLA Ngành học: Công nghệ Chế tạo máy Người hướng dẫn: TS Đặng Quang Khoa TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2022 Năm thứ: MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT i DANH MỤC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC HÌNH ẢNH iv MỞ ĐẦU 1 Tình hình nghiên cứu nước: Đặt vấn đề Tính cấp thiết đề tài Vấn đề nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu a Thu thập tài liệu b Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm CHAPTER I CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Khớp mềm đàn hồi 1.2 Khớp mềm đàn hồi có nhiều ưu điểm: 1.3 Nghiên cứu dao động hỗ trợ .7 1.4 Ứng dụng khớp mềm đàn hồi in 3D 1.5 Cơ cấu dẫn động với độ phân giải micro-met 1.6 Thiết bị truyền động PZT 1.6.1 Cấu trúc PZT 1.6.2 Bản vẽ 11 1.6.3 Tính chất PZT 11 1.6.4 Chế dộ hoạt động PZT 12 1.6.4.1 Chế độ cộng hưởng 12 1.6.4.2 Chế độ không cộng hưởng [10] 13 1.6.5 Ứng dụng PZT 13 1.6.6 Nguyên lý hoạt động 14 CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ IN 3D FDM 15 2.1 FDM gì? 15 2.2 Cấu tạo 15 2.3 Ưu điểm nhược điểm 16 2.3.1 Ưu điểm 16 2.3.2 Nhược điểm 16 2.4 Nguyên lý hoạt động 16 2.5 Phạm vi áp dụng 16 2.6 Chọn loại vật liệu nhựa 16 CHƯƠNG III TỐI ƯU, PHÂN TÍCH VÀ MƠ PHỎNG BÀN IN VAP 18 3.1 Nguyên lý hoạt động bàn in VAP 18 3.2 Tối ưu hoá bàn in VAP 19 3.2.1 Phân tích cấu trúc tĩnh 19 CHƯƠNG IV LẮP RÁP, THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 32 4.1 Thiết kế khung máy in 3D 32 4.2 Lắp ráp bàn in 3D 33 4.3 Gá đặt thí nghiệm 33 4.3.1 Thiết bị .33 4.3.2 Lắp đặt PZT .35 4.3.3 Ball tip 36 4.4 Thực nghiệm 37 4.4.1 Mục đích thí nghiệm .37 4.4.3 Các thông số ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt 38 4.4.4 Thiết kế bố trí thí nghiệm 39 4.4.4.1 Thí nghiệm in 3D 42 4.4.4.2 Thí nghiệm đo độ bền kéo 44 4.5 Đánh giá kết thực nghiệm 50 4.6 Xử lý số liệu 51 CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 5.1 Kết luận 54 5.2 Kiến nghị 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC 59 LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập nghiên cứu Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM tích lũy nhiều kinh nghiệm trang bị kiến thức tảng tốt để hoàn đề tài nghiên cứu khoa học cách chu đáo Để hoàn đề tài nghiên cứu khoa học này, chúng em xin chân thành cảm ơn giảng viên trường Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCMđã nhiệt tình hỗ trợ cho chúng em mượn thiết bị, mượn phịng thí nghiệm hướng dẫn tận tình Và đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo Đặng Quang Khoa, giảng viên trực tiếp hướng dẫn đề tài nghiên cứu khoa học chúng em, cảm ơn thầy Phạm Huy Tuân, thầy Nguyễn Văn Khiên, anh Nguyễn Thanh Hải nhiệt tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu , tạo điều kiện đóng góp ý kiến quý báu cho chúng em trình nghiên cứu Do hạn chế thời gian, kiến thức kinh nghiệm thực tế thân nên báo cáo không tránh khỏi thiếu sót hạn chế Rất mong nhận phản hồi từ thầy cô để tích lũy thêm kinh nghiệm cho cơng việc sau Cuối xin kính chúc q thầy mạnh khỏe, gặt hái nhiều thành công nghiệp hạnh phúc sống, đặc biệt ln tận tình hướng dẫn em hồn thành đề tài nghiên cứu khoa học Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn! TÓM TẮT Trong phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ giới nói chung Việt Nam nói riêng, in 3D sử dụng phổ biến rộng rãi thiết kế sản xuất Chính tiện lợi in 3D mà ngày công nghệ nghiên cứu phát triển nhằm tối ưu hóa chất liệu nâng cao chất lượng sản phẩm tốt Vì vậy, in 3D có hỗ trợ rung động xem công nghệ tốt i để cải thiện tính sản phẩm Đó việc tích hợp cơng nghệ với tần số cao với biên độ dao động nhỏ bàn máy nhằm lấp đầy khoảng trống bề mặt đồng thời in sản phẩm có độ bền học tốt Với mục tiêu nghiên cứu sâu hơn, khả áp dụng công nghệ vào thực tiễn mong muốn sản phẩm in có chất lượng tốt hơn, nhóm định chọn đề tài “NGHIÊN CỨU VÀ KHẢO SÁT SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA RUNG ĐỘNG ĐẾN CƠ TÍNH SẢN PHẨM IN 3D " TS Đặng Quang Khoa hướng dẫn Nội dung Nghiên cứu khoa học: - Nghiên cứu cơng nghệ dao động hỗ trợ gia công - Nghiên cứu, tìm hiểu ưu điểm ứng dụng khớp mềm đàn hồi - Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng rung động đến tính sản phẩm in 3D - Thí nghiệm đánh giá kết Kết luận: Sau thực đề tài, nhóm tích lũy kinh nghiệm thiết kế, phân tích, mơ phỏng, chế tạo, thực nghiệm kiến thức ứng dụng công nghệ hỗ trợ rung động in 3D Điều giúp thành viên nhóm tự tin có nhìn sâu cơng nghệ in 3D trình học tập cao sau làm việc môi trường công nghiệp Giải pháp phát triển: khảo sát tần số rung biên độ rung động cho vật liệu in So sánh áp dụng cơng nghệ in 3D có hỗ trợ rung động không áp dụng hỗ trợ rung động cho sản phẩm chất lượng tốt SV thực Lê Phi Hồ Phạm Võ Hồng Tâm Nguyễn Cơng Trường Phạm Minh Khơi ii Chu Thẩm Trường Giang iii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Bảng thông số Piezo [9] 11 Bảng 2: Thông số Piezo [9] 12 Bảng 39 1: Thông số in 3D đầu vào Bảng 45 2: Bảng Taguchi Bảng 3: Bảng số liệu in 3D không hỗ trợ rung động Error! Bookmark not defined Bảng 4: Bảng số liệu in 3D có hỗ trợ rung động 53 Bảng 5: Biểu đồ độ bền kéo theo chiều dày lớp in 54 Bảng 6: Biểu đồ độ bền kéo theo tần số 55 Bảng 7: Biểu đồ độ bền kéo theo biên độ dao động 56 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1(a) In 3D có hỗ trợ rung động Hình 2: Các loại khớp mềm Hình 3: Khớp mềm đàn hồi [5] iv