Chế tạo mô hình máy thử độ bền cho chi tiết nhựa

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Tiêu chuẩn thử độ bền xoắn

2.1.1 Giới thiệu về tiêu chuẩn thử độ bền xoắn D 1043

Tiêu chuẩn thử độ bền xoắn D 1043, do tổ chức ASTM phát triển, đóng vai trò quan trọng trong việc đo lường và đánh giá độ bền xoắn của vật liệu nhựa Tiêu chuẩn này cung cấp quy định chi tiết về quy trình thử nghiệm, thiết bị sử dụng và phương pháp đo lường, nhằm xác định chính xác độ bền xoắn của các mẫu vật liệu nhựa.

2.1.2 Mục tiêu của tiêu chuẩn thử độ bền xoắn D 1043

Tiêu chuẩn thử độ bền xoắn D 1043 được xây dựng để đảm bảo tính nhất quán và độ tin cậy trong việc đo lường độ bền xoắn của vật liệu nhựa Mục tiêu chính của tiêu chuẩn này là cung cấp phương pháp chính xác và đáng tin cậy cho các nhà sản xuất và nghiên cứu trong ngành công nghiệp nhựa.

Tiêu chuẩn D 1043 là phương pháp xác định độ bền xoắn của vật liệu nhựa thông qua thử nghiệm tiêu chuẩn, từ đó đánh giá khả năng chịu xoắn của vật liệu và linh kiện trong các ứng dụng thực tế.

Để đảm bảo tính nhất quán trong việc đo lường và báo cáo kết quả độ bền xoắn, tiêu chuẩn này quy định cụ thể về quá trình thử nghiệm, thiết bị và phương pháp đo lường.

Tiêu chuẩn D 1043 tạo điều kiện cho việc so sánh độ bền xoắn của các mẫu vật liệu nhựa khác nhau, giúp người dùng lựa chọn và đánh giá vật liệu phù hợp cho các ứng dụng cụ thể.

Tiêu chuẩn thử độ bền xoắn D 1043 là một yếu tố quan trọng trong nghiên cứu và ứng dụng vật liệu nhựa, giúp đánh giá khả năng chịu đựng của nhựa dưới tác động xoắn Tiêu chuẩn này không chỉ cung cấp thông tin về độ bền của vật liệu mà còn hỗ trợ trong việc lựa chọn và phát triển các sản phẩm nhựa chất lượng cao, đảm bảo tính an toàn và hiệu suất trong các ứng dụng thực tiễn.

Tiêu chuẩn D 1043 là phương pháp chuẩn để đo lường và đánh giá độ bền xoắn của vật liệu nhựa, đảm bảo tính nhất quán và độ tin cậy trong kiểm tra chất lượng sản phẩm và linh kiện nhựa.

Tiêu chuẩn D 1043 đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu và phát triển vật liệu, cung cấp khung thử nghiệm để so sánh độ bền xoắn của các loại nhựa khác nhau Điều này giúp các nhà nghiên cứu và kỹ sư vật liệu đánh giá hiệu quả cũng như tính chất cơ học của vật liệu mới, từ đó tìm ra cách cải thiện chất lượng và đặc tính của chúng.

Tiêu chuẩn D 1043 đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn vật liệu nhựa phù hợp cho các ứng dụng cụ thể, thông qua việc đo lường và so sánh độ bền xoắn.

Trong việc lựa chọn vật liệu, cần xem xét các loại vật liệu khác nhau để đảm bảo đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật Việc chọn lựa đúng vật liệu không chỉ đảm bảo hiệu suất mà còn nâng cao độ tin cậy của sản phẩm.

Tiêu chuẩn D 1043 cung cấp phương pháp chuẩn để kiểm tra độ bền xoắn của sản phẩm và linh kiện nhựa, đảm bảo rằng các sản phẩm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và chất lượng trước khi ra thị trường Việc thực hiện thử nghiệm theo tiêu chuẩn này là cần thiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Các công ty sản xuất và sử dụng vật liệu nhựa cần tuân thủ quy định và tiêu chuẩn ngành liên quan Tiêu chuẩn thử độ bền xoắn D 1043 cung cấp hướng dẫn chi tiết về quy trình thử nghiệm và đánh giá độ bền xoắn của vật liệu nhựa.

Tiêu chuẩn D 1043 cung cấp phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn cho vật liệu nhựa, giúp các nhà sản xuất và nghiên cứu nâng cao hiệu suất và độ tin cậy Qua việc đánh giá độ bền xoắn, các vấn đề như sự đàn hồi, khả năng chịu tải và chống mài mòn được xác định, từ đó cải thiện thiết kế và chất lượng sản phẩm, gia tăng độ tin cậy và tuổi thọ của chúng.

Việc áp dụng tiêu chuẩn thử độ bền xoắn D 1043 không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn tiết kiệm thời gian trong nghiên cứu và phát triển vật liệu nhựa Thay vì phải phát triển các phương pháp thử nghiệm riêng lẻ, các tổ chức có thể sử dụng tiêu chuẩn này để tối ưu hóa quy trình, giảm thiểu công sức Hơn nữa, việc tuân thủ tiêu chuẩn cũng giúp giảm chi phí đào tạo và thiết bị thử nghiệm đặc biệt, nhờ vào quy trình thử nghiệm đã được định nghĩa rõ ràng và thực hiện theo tiêu chuẩn chung.

Máy thử là thiết bị thiết yếu trong quy trình kiểm tra độ bền xoắn theo tiêu chuẩn D 1043, giúp tạo ra lực xoắn chính xác và đo lường moment xoắn của mẫu vật liệu nhựa.

+ Cơ cấu cung cấp lực xoắn: Máy thử thường được trang bị một cơ cấu cung cấp lực xoắn bằng lực của người điều khiển

In 3D FDM

2.2.1 Tổng quan tình hình in 3D

- In 3D và ứng dụng thực tế

In ấn 3D, hay chế tạo đắp lớp, là quá trình kết hợp nhiều công đoạn để tạo ra vật thể ba chiều Trong quy trình này, các lớp vật liệu được xếp chồng lên nhau dưới sự điều khiển của máy tính, cho phép tạo ra các hình dạng đa dạng từ mô hình 3D hoặc dữ liệu điện tử Máy in 3D hoạt động như một loại robot công nghiệp, thực hiện các bước in ấn một cách chính xác và hiệu quả.

Hình 2.1 Một số sản phẩm của công nghệ in 3D

- Ứng dụng công nghệ in 3D trong sản xuất và đời sống

Các ngành công nghiệp sản xuất hiện đang là những người sử dụng máy in 3D nhiều nhất Công nghệ in 3D được ưa chuộng trong môi trường công nghiệp nhờ khả năng sản xuất các mô hình phức tạp, giảm thiểu phế liệu và tạo ra sản phẩm thử nghiệm nhanh chóng Điều này mang lại lợi thế chi phí sản xuất, cải tiến quy trình và nâng cao chất lượng sản phẩm cho các nhà cung cấp trong nhiều trường hợp.

Ngành công nghiệp ô tô không chỉ sử dụng công nghệ in 3D cho thử nghiệm, thiết kế và sản xuất các bộ phận hay công cụ lắp ráp đặc biệt, mà còn để tạo ra những chiếc xe hoàn chỉnh Một ví dụ điển hình cho ứng dụng này là chiếc xe Urbee, cho thấy tiềm năng to lớn của công nghệ in 3D trong sản xuất ô tô.

Hình 2.2 Xe Urbee được chế tạo bằng in 3D

Ngành hàng không vũ trụ là một trong những lĩnh vực nổi bật ứng dụng công nghệ in 3D Công nghệ này đã được sử dụng để sản xuất các bộ phận máy bay, đặc biệt là những bộ phận có hình dạng phức tạp.

Hình 2.3 Demo máy bay drone của hãng hàng không Airbus 2.2.2 Các công nghệ in 3D phổ biến hiện nay

- Phương pháp tạo mẫu lập thể SLA (Stereo Lithography Aparatus)

Công nghệ này sử dụng tia sáng như tia laser, tia UV hoặc ánh sáng thông thường để đông cứng lớp photopolymer lỏng Photopolymer là loại polymer có khả năng đóng rắn khi tiếp xúc với ánh sáng, tạo ra các sản phẩm bền vững và chất lượng cao.

Công nghệ in 3D sử dụng quy trình chứa từng lớp vật liệu trong bồn để tạo ra các đối tượng 3D Đây là công nghệ đầu tiên và hiện tại cũng là công nghệ cung cấp độ dày lớp nhỏ nhất, mang lại độ chi tiết tốt nhất cho sản phẩm.

Hình 2.4 Sản phẩm được tạo ra từ công nghệ in SLA

Công nghệ in 3D này tương tự như công nghệ in 3D SLA, nhưng thay vì chứa nguyên liệu trong bồn, nguyên liệu được phun ra như máy in phun Đầu phun đi kèm với đèn chiếu UV, giúp đông cứng lớp photopolymer ngay khi được phun ra Nhờ đó, công nghệ này cho phép in 3D nhiều loại vật liệu trên cùng một vật thể, với mỗi bình mực in 3D tương ứng với một loại vật liệu khác nhau.

Hình 2.5 Công nghệ in 3D JP

- Công nghệ in 3D FDM (Fused Deposition Modeling)

Công nghệ in 3D hiện nay là công nghệ phổ biến nhất, sử dụng sợi nhựa làm nguyên liệu đầu vào Sợi nhựa được nung chảy và đầu phun kéo chúng theo hình dạng của từng lớp, sau đó đắp chồng lên nhau để tạo ra sản phẩm 3D Sự đơn giản và dễ chế tạo của công nghệ này làm cho nó trở thành lựa chọn hàng đầu, đặc biệt với các máy in DIY.

Hiện nay, nhiều máy in giá rẻ sử dụng công nghệ này với mức giá từ vài trăm đến vài nghìn đô la Tuy nhiên, do những hạn chế của công nghệ, máy in DIY chỉ đáp ứng được các yêu cầu ở mức trung bình.

Hình 2.6: Sản phẩm của máy in FDM

Sử dụng nguyên liệu dạng bột trong các bồn, các lớp (layer) được xếp chồng lên nhau bằng bánh lăn (roller), cuộn và kéo phẳng vật liệu thành lớp mỏng Biên dạng của lớp được hình thành nhờ tia laser, làm nóng chảy bột để liên kết lớp trên với lớp dưới.

Hình 2.7 Một số sản phẩm của công nghệ SLS

Công nghệ này áp dụng nguyên lý tạo lớp tương tự như công nghệ SLS, nhưng liên kết các lớp lại với nhau theo phương pháp của máy in phun 2D thông thường.

Công nghệ in 3D hiện nay không chỉ sử dụng màu sắc mà còn hoạt động như một keo liên kết các hạt bột với nhau, cho phép tạo ra các vật thể có màu sắc giống như máy in phun màu.

Hinh 2.8 Công nghệ in 3D 3DP

Công nghệ in 3D sử dụng nguyên liệu như giấy và gỗ dưới dạng cuộn hoặc tờ, với mỗi lớp là một tờ giấy hoặc lát gỗ Các lớp này được cắt bằng laser hoặc dụng cụ cắt, sau đó dán chồng lên nhau để tạo ra vật thể 3D Công nghệ này cho phép tạo ra các vật thể với màu sắc chính xác theo thiết kế.

Hình 2.9 Công nghệ in 3D LOM 2.2.3 Ứng dụng công nghệ in 3D bằng phương pháp FDM

Công nghệ in 3D FDM (Fused Deposition Modeling), được phát triển bởi Scott Crump và thương mại hóa từ năm 1991, đã trở thành giải pháp lý tưởng cho nhu cầu ngày càng tăng về các bộ phận và mô hình chức năng Với khả năng đáp ứng đa dạng các yêu cầu hiện nay, công nghệ FDM tiếp tục khẳng định vị thế của mình trong lĩnh vực in 3D.

Công nghệ in 3D FDM cho phép sản xuất các sản phẩm phức tạp mà các phương pháp truyền thống không thể thực hiện, bao gồm những chi tiết có kết cấu phức tạp và khoảng rỗng bên trong Trong ngành kỹ thuật, công nghệ này giúp tạo ra các mẫu thử nghiệm hình dạng và chức năng, từ đó rút ngắn thời gian thiết kế và sản xuất Với các mô hình 3D trên máy tính, việc tạo mẫu có thể thực hiện ngay tại văn phòng thiết kế mà không cần khuôn Đối với các chi tiết không yêu cầu tính cơ học cao, FDM vẫn đáp ứng tốt, như bánh răng hay cờ-lê có thể sử dụng để vặn bulông Ngoài ra, công nghệ này cũng có khả năng sản xuất các khớp nối ống dẫn cho hệ thống cung cấp nước làm mát và khí cho các hệ thống phức tạp.

Adapter đo xoắn

2.3.1 Tổng quan về “Digital Torque Adapter BDA4 – 340”

Bộ chuyển đổi moment xoắn số BDA4 – 340 là thiết bị hiện đại, phổ biến trong đo lường và kiểm tra moment xoắn Nhờ công nghệ số hóa, thiết bị này đã thay thế các dụng cụ đo lường truyền thống, mang lại độ chính xác cao, tính linh hoạt và khả năng kết nối với các hệ thống thông tin khác.

Digital Torque Adapter nổi bật với khả năng đo moment xoắn chính xác cao nhờ công nghệ cảm biến tiên tiến và xử lý tín hiệu số Thiết bị này cung cấp kết quả đo lường đáng tin cậy, cho phép người dùng dễ dàng đọc và ghi nhận thông tin trên màn hình số hoặc các giao diện khác Tính năng này giúp giảm thiểu sai số và đảm bảo tính nhất quán trong quá trình đo lường và kiểm tra.

Bộ chuyển đổi mô-men xoắn kỹ thuật số BDA4 – 340 được thiết kế linh hoạt và tiện ích, tích hợp nhiều chức năng đo lường theo các đơn vị khác nhau như kg-cm, Nm, lb-in, đáp ứng nhu cầu đa dạng của người dùng Ngoài ra, thiết bị còn cho phép cài đặt giới hạn mô-men xoắn, giúp người dùng thiết lập giá trị ngưỡng để kiểm tra và đánh giá mô-men xoắn trong quá trình làm việc.

2.3.2 Phân loại Digital Torque Adapter BDA

Digital Torque Adapter BDA gồm có 4 loại: BDA2-30, BDA3-135, BDA4- 200, BDA4-

340 Chúng có cùng chất liệu là ABS và thép, màu đen

Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật adapter

Loại BDA2-30 BDA3-135 BDA4-200 BDA4-340 Độ chính xác 2%

Bộ nhớ 50 Độ phân giải 0.1

Phạm vi hiển thị 0.3-30 N.m 1.35-135 N.m 2-200 N.m 3.4-340 N.m Phạm vi báo động 1.5-30 N.m 6.8-135 N.m 10-200 N.m 17-340 N.m

Phạm vi đảm bảo độ chính xác 6-30 N.m 27-135 N.m 40-200 N.m 68-340 N.m kiểu peak/trace Đơn vị kg.m, kg.cm, in.lb, ft.lb, N.m kích thước adapter 75x45x45 mm

Kích thước của hộp 122x90x60 mm

Trọng lượng adapter 0.12 Kg 0.19 Kg 0.2 Kg 0.2 Kg

2.3.2 Cách sử dụng Digital Torque Adapter BDA4 – 340

1 Gắn Adapter chặt chẽ vào tay cầm ratchet hoặc thanh đòn cắt

2 Gắn một bộ chuyển đổi vào đầu búa, nếu muốn Sau khi đã gắn chặt, nhấn nút nguồn để kích hoạt bộ chuyển đổi Màn hình sẽ hiển thị “trace” hoặc “peak” Sau hai giây, màn hình sẽ hiển thị “0.0” Sử dụng tay cầm ratchet và mà hình sẽ hiển thị moment xoắn đo được

Nếu bạn không sử dụng bộ chuyển đổi trong vòng 70 giây, nó sẽ tự động tắt nguồn

3 Bộ chuyển đổi có ba lựa chọn đơn vị: Nm, lb-ft và Kgm Để chọn đơn vị moment xoắn mong muốn, hãy nhấn nút Memory(‘M”) và nút “P/T” cùng một lúc

4 Để thiết lập moment xoắn cực đại, hãy nhấn và nhả nút “P/T” khi bộ chuyển đổi đang hoạt động và đặt bộ chuyển đổi ở chế độ “peak” Màn hình sẽ hiển thị “peak” sau đó là “0.0” sau hai giây

- Để tăng giá trị moment xoắn hiện tại, hãy nhấn giữ nút tăng cường (“+”) cho đến khi đạt được giá trị mong muốn

- Để giảm giá trị moment xoắn hiện tại, hãy nhấn giữ nút giảm (“-”) cho đến khi đạt được giá trị mong muốn

5 Màn hình sẽ hiển thị giá trị đo được trong 10 giây Sau 10 giây, màn hình sẽ hiển thị “0.0” nếu không có lựa chọn nào được thực hiện

6 Trong quá trình hoạt động, đèn led sẽ chuyển sang màu xanh Khi bạn cách mục tiêu moment xoắn 20%, đèn led sẽ nhấp nháy màu đỏ và đèn báo động sẽ kêu Khi đạt được được moment xoắn mục tiêu, đèn led sẽ chuyển sang màu đỏ và đèn báo động sẽ phát ra tiếng kêu dài

7 Để tra cứu cài đặt moment xoắn, hãy nhấn và nhả nút “P/T” khi bộ chuyển đổi đang hoạt động và đặt bộ chuyển đổi ở chế độ “trace” Màn hình sẽ hiển thị “trace” sau đó là “0.0” sau hai giây

8 Để lưu trữ một giá trị moment xoắn, đặt bộ chuyển đổi ở chế độ “peak” Khi bạn sử dụng nó, bộ chuyển đổi có thể tự động lưu trữ giá trị đọc được

9 Hãy nhấn nút Memory “M” Màn hình sẽ hiển thị giá trị đầu tiên đã được lưu trữ là “P01” Để hiển thị giá trị lưu trữ thứ hai, hãy nhấn nút Memory một lần nữa Gía trị moment xoắn thứ hai sẽ được đánh dấu là “P02”

10 Bạn có thể tiếp tục lưu trữ các cài đặt cho đến khi đạt đến mười cài đặt đã lưu “P01” sẽ là cài đặt đã lưu gần đây nhất trong khi “P50” sẽ là cài đặt đã lưu lâu nhất

11 Nếu moment xoắn vượt quá 125% của giới hạn đo, đèn led sẽ nhấp nháy màu đỏ và cảnh báo sẽ kêu Cảnh báo! không nhấn đồng thời nút Memory và nút Power Điều này sẽ chuyển vào chế độ hiệu chuẩn Hãy tắt nguồn và bật lại để thoát khỏi chế độ hiệu chuẩn Việc hiệu chuẩn nên được thực hiện bởi kĩ thuật viên có trình độ

12 Để tắt bộ chuyển đổi, hãy nhấn nút nguồn hoặc chờ bảy mươi giây để chuyển đổi tự động tắt nguồn

CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY THỬ ĐỘ BỀN CHO CHI TIẾT NHỰA 17

Thông số máy

- Vât liệu kiểm tra: Máy thử xoắn có khả năng kiểm tra moment xoắn cho các vật liệu nhựa.

Nguyên lý hoạt động của máy

Khi bật công tắc nguồn, điện được cung cấp cho mô tơ, giúp mô tơ quay và tạo ra moment xoắn Moment này được truyền lên trục gắn với vô lăng thông qua bộ truyền đai răng với tỉ số truyền 1:2 Trục này được chế tạo từ thép có khả năng chịu tải cao, đảm bảo chịu được moment xoắn từ lực quay của vô lăng.

Trục vô lăng được kết nối với trục đầu vào của hộp giảm tốc qua một khớp nối cứng, giúp truyền động một cách liên tục và chính xác Hộp giảm tốc có chức năng giảm tốc độ quay và tăng moment xoắn trên trục ra Trục ra của hộp giảm tốc cũng được kết nối với mâm cặp thông qua một khớp nối cứng, đảm bảo việc truyền động xoắn diễn ra chính xác.

Trên trục gắn mâm cặp, có cặp bánh đai răng với tỉ số truyền 1:1, giúp truyền chuyển động quay từ trục tới encoder Bộ truyền này đồng bộ hóa chuyển động, cung cấp góc xoắn cho encoder Encoder thu thập góc xoắn của mẫu thử, cho phép quan sát và ghi lại dữ liệu xoắn qua màn hình nhỏ.

Mâm cặp 1 kết nối mẫu thử xoắn qua chi tiết trung gian, liên kết mâm cặp và mẫu Trong khi đó, mâm cặp 2 của mô hình này được cố định và không có khả năng quay.

Adapter được sử dụng để đo moment xoắn của mẫu thử, được gắn vào mâm cặp thông qua chi tiết trung gian phù hợp với đầu vào và đầu ra của cảm biến Thiết bị này thu nhận moment xoắn từ mẫu thử, giúp quan sát và ghi lại dữ liệu một cách chính xác.

Khi mô tơ hoạt động, moment xoắn được truyền qua các chi tiết trong mô hình, tạo ra moment xoắn trong mẫu thử Đồng thời, quá trình này cho phép đo góc xoắn qua encoder và moment xoắn qua adapter Điều này giúp kiểm tra độ bền xoắn và thu thập dữ liệu cần thiết để phân tích và đánh giá tính chất cơ học của mẫu thử.

Mô hình 3D

Khi lực tác động lên vô lăng, nó tạo ra một moment xoắn được truyền lên trục gắn với vô lăng Trục này được chế tạo từ thép có khả năng chịu tải cao, giúp nó chịu được moment xoắn phát sinh từ lực quay của vô lăng.

Trục vô lăng kết nối với trục đầu vào của hộp giảm tốc thông qua một khớp nối cứng, cho phép truyền động liên tục và chính xác từ trục vô lăng đến hộp giảm tốc Hộp giảm tốc có chức năng giảm tốc độ quay và tăng moment xoắn trên trục ra, giúp cải thiện hiệu suất hoạt động của hệ thống.

- Trục ra của hộp giảm tốc kết nối với mâm cặp bằng một khớp nối cứng Khớp nối cứng đảm bảo truyền động xoắn một cách chính xác

Trên trục gắn mâm cặp, một bánh đai răng tỉ số truyền 1:1 được lắp đặt để truyền chuyển động quay tới encoder, giúp đồng bộ hóa chuyển động và cung cấp góc xoắn cho encoder Encoder thu thập góc xoắn của mẫu thử, cho phép quan sát và ghi lại dữ liệu xoắn qua một màn hình nhỏ.

Mâm cặp bên phải được kết nối với mẫu thử xoắn thông qua một chi tiết trung gian, tạo liên kết chắc chắn giữa mâm cặp và mẫu Trong khi đó, mâm cặp bên trái của mô hình này được cố định và không có khả năng quay.

Adapter được sử dụng để đo moment xoắn của mẫu thử, được gắn vào mâm cặp thông qua chi tiết trung gian tương thích với đầu vào và đầu ra của cảm biến Thiết bị này thu nhận moment xoắn từ mẫu thử, cho phép quan sát và ghi lại dữ liệu một cách chính xác.

Quá trình quay vô lăng truyền moment xoắn qua các chi tiết trong mô hình, tạo ra moment xoắn trong mẫu thử Đồng thời, góc xoắn được đo qua encoder và moment xoắn qua adapter Điều này cho phép kiểm tra độ bền xoắn và thu thập dữ liệu để phân tích, đánh giá tính chất cơ học của mẫu thử.

Bộ phận này đóng vai trò quan trọng trong máy thử xoắn, giúp tăng cường khả năng chịu lực và cung cấp sức chứa cần thiết để hỗ trợ các thành phần khác trong hệ thống máy.

Khung máy thử xoắn được thiết kế với chức năng chống chịu, giúp ổn định các bộ phận bên trong và ngăn chặn rung động hay dao động quá mức trong quá trình hoạt động.

19 này đảm bảo rằng các bước đo và kiểm tra được thực hiện một cách chính xác và đáng tin cậy

Hình 3.1: Khung máy thử xoắn

Khung máy thử xoắn được thiết kế với chức năng chống chịu, giúp giữ cho các bộ phận bên trong không bị rung động hoặc dao động quá mức trong quá trình hoạt động Điều này đảm bảo rằng các bước đo và kiểm tra diễn ra một cách chính xác và đáng tin cậy.

Hỗ trợ các bộ phận khác trong máy thử xoắn là rất quan trọng, bao gồm việc định vị hộp giảm tốc, mâm cặp, adapter và các thiết bị điều khiển Điều này không chỉ giúp kết nối các bộ phận mà còn duy trì sự ổn định, đảm bảo máy thử xoắn hoạt động hiệu quả.

Khung máy được thiết kế với độ bền và ổn định cao, đảm bảo khả năng chịu lực xoắn và tác động môi trường trong quá trình sử dụng máy thử xoắn.

Khung máy đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo ổn định, chính xác và an toàn cho máy thử xoắn trong quá trình kiểm tra và đo lượng xoắn.

Khung máy được cấu thành từ 4 tấm, mỗi tấm đóng vai trò quan trọng trong việc giữ cho các bộ phận bên trong máy thử xoắn ổn định và đúng vị trí Các tấm này được liên kết với nhau bằng 4 thanh, cho phép 2 tấm ở giữa có thể trượt để điều chỉnh khoảng cách.

Việc điều chỉnh khoảng cách giữa hai tấm trong khung máy trở nên dễ dàng hơn khi chúng không tiếp xúc với bề mặt dưới, giúp tránh lực ma sát khi di chuyển Để hỗ trợ cho quá trình này, hai thanh đỡ được gắn vào hai tấm ngoài cùng của khung máy bằng các ke chữ L.

Tấm 1 trong khung máy có nhiều tác dụng quan trọng Đây là tấm giữ cho mâm cặp được cố định và ổn định trong quá trình hoạt động của máy thử xoắn Tấm này có một rãnh tròn đặc biệt giúp cho việc định vị cho mâm cặp trở nên dễ dàng hơn

Các chi tiết tiêu chuẩn

Mâm cặp là một chi tiết tiêu chuẩn quan trọng trong hệ thống máy thử xoắn Mâm cặp

3 chấu có đường kính ngoài 100mm Đây là một mâm cặp có thiết kế đặc biệt để đảm bảo chức năng và hiệu suất tốt trong việc thử xoắn

Cấu tạo chi tiết của mâm cặp 3 chấu trong máy thử xoắn có thể bao gồm các thành phần sau:

Mâm cặp là phần trung tâm có hình dạng tròn với đường kính 100mm, được chế tạo từ vật liệu chất lượng cao Với độ cứng và độ bền cơ học vượt trội, mâm cặp có khả năng chịu được tải trọng và lực xoắn trong quá trình thử nghiệm.

Mâm cặp được trang bị 3 chấu đối xứng xung quanh đường kính ngoài, có vai trò chịu lực và truyền moment xoắn từ hệ thống vào mâm cặp Các chấu này được gắn chặt và thiết kế chắc chắn, đảm bảo độ chính xác và độ bền trong quá trình hoạt động.

Hệ thống gắn kết mâm cặp vào khung máy hoặc các thành phần khác của máy thử xoắn là rất quan trọng, vì nó đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy trong quá trình thử nghiệm.

Mâm cặp được thiết kế với các rãnh hoặc vị trí định vị trên bề mặt, giúp định vị và căn chỉnh mẫu thử nghiệm một cách chính xác Điều này đảm bảo rằng mẫu thử nghiệm được đặt đúng vị trí, từ đó nâng cao độ chính xác trong việc đo và kiểm tra độ xoắn.

Bộ gắn mâm cặp là thành phần quan trọng giúp gắn chặt mâm cặp vào máy thử xoắn Bộ gắn này thường bao gồm ốc, bulong và các phụ kiện khác để đảm bảo mâm cặp được cố định một cách an toàn và chắc chắn, từ đó nâng cao hiệu quả hoạt động của máy.

Mâm cặp được thiết kế và gia công tỉ mỉ nhằm đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy trong thử nghiệm xoắn, đóng vai trò quan trọng trong việc đo lường và kiểm tra độ xoắn của các mẫu trong ứng dụng công nghiệp và nghiên cứu.

Mâm cặp 3 chấu hoạt động dựa trên nguyên lý cơ học của moment xoắn Khi lực xoắn được áp dụng qua hệ thống truyền động, moment xoắn được truyền từ mâm cặp đến các chấu và đối tác của mâm cặp, cho phép đo và kiểm tra độ xoắn của mẫu thử nghiệm.

Mâm cặp đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của quá trình thử xoắn Chúng được thiết kế và chế tạo từ chất liệu và kỹ thuật tinh vi nhằm đảm bảo độ bền, ổn định, cũng như đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật theo tiêu chuẩn.

Hình 3.13: Mâm cặp 3.4.2 Hộp giảm tốc

Hộp giảm tốc 1/50 với đầu vào và đầu ra đồng trục là thiết bị lý tưởng để giảm tốc độ quay với tỷ lệ 1/50, giúp tối ưu hóa hiệu suất truyền động Cấu tạo của hộp giảm tốc này bao gồm các bộ phận chính, đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả trong nhiều ứng dụng công nghiệp.

Vỏ hộp giảm tốc là lớp bảo vệ bên ngoài của hộp giảm tốc, được chế tạo từ kim loại chất lượng cao Chức năng chính của vỏ là bảo vệ các thành phần bên trong và đảm bảo độ bền cho hộp giảm tốc.

Mô tơ đầu vào của hộp giảm tốc đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng và tạo ra chuyển động quay ban đầu, được kết nối trực tiếp với nguồn điện hoặc mô tơ.

Trục đầu vào là trục quay chính được kết nối với mô tơ, có nhiệm vụ truyền moment quay vào hộp giảm tốc Trục này được gắn chặt với hộp giảm tốc, giúp đảm bảo sự chuyển động hiệu quả và ổn định từ mô tơ vào bên trong hệ thống.

Bộ truyền động răng hành tinh trong hộp giảm tốc hoạt động như một hệ truyền động toàn phần, kết hợp tính năng của hệ truyền động một cấp số và hệ truyền động biến đổi Khi bánh răng trục vào quay, các bánh răng hành tinh sẽ xoay quanh trục của chúng, truyền động quay cho bánh răng trục ra qua hệ thống bánh răng Điểm nổi bật của bánh răng hành tinh là khả năng truyền động với tỷ lệ giảm tốc lớn, cho phép tạo ra tỷ lệ giảm tốc cao bằng cách sử dụng kích thước và số lượng răng khác nhau cho các bánh răng trục vào, trục ra và bánh răng hành tinh trong hộp giảm tốc.

31 nhỏ gọn Bộ truyền này bao gồm các bánh răng với tỷ lệ truyền 1/50, nghĩa là với mỗi vòng quay của đầu vào, đầu ra sẽ quay 1/50 vòng

Trục đầu ra là trục quay chuyển động từ hộp giảm tốc ra bên ngoài, có cùng đường trục với trục đầu vào, tức là đầu vào và đầu ra đồng trục với nhau.

Hệ thống gắn kết của hộp giảm tốc đảm bảo tính ổn định và đáng tin cậy trong quá trình vận hành bằng cách kết nối chặt chẽ với các thành phần khác của máy hoặc hệ thống truyền động Hộp giảm tốc 1/50 với đầu vào và đầu ra đồng trục giúp giảm tốc độ quay và tăng lực xoắn, đáp ứng tốt các yêu cầu và ứng dụng của máy móc hoặc hệ thống truyền động.

Các chi tiết phi tiêu chuẩn

Bảng 3.1: Trình tự gia công tấm 1

Vật liệu phôi: Thép CT3

Phần mềm dùng lập trình:

TT Bước gia công Dao ∅

1 Phay thô mặt trên Phay mặt đầu ∅80 1.9 1200 500

2 Phay tinh mặt trên Phay mặt đầu ∅80 0.1 2500 1000

4 Phay thô mặt đáy Phay mặt đầu ∅80 1.9 1200 500

5 Phay tinh mặt đáy Phay mặt đầu ∅80 0.1 2500 1000

Hình 3.28: Mô phỏng đường chạy dao phay mặt đầu, đáy tấm 1

Hình 3.29: Mô phỏng đường chạy dao phay biên tấm 1

Hình 3.30: Mô phỏng đường chạy dao phay lỗ ∅20 tấm 1

Hình 3.31: Mô phỏng đường chạy dao phay tinh lỗ ∅20 tấm 1

Hình 3.32: Mô phỏng đường chạy dao phay hóc ∅72 tấm 1

Hình 3.33: Mô phỏng đường chạy dao phay tinh hóc ∅72 tấm 1

Hình 3.34: Mô phỏng đường chạy dao khoan 3 lỗ ∅9 tấm 1

Hình 3.35: Mô phỏng đường chạy dao phay lỗ bậc ∅14.5 tấm 1

Hình 3.36: Mô phỏng đường chạy dao khoan lỗ ∅8.5 tấm 1

Hình 3.37: Mô phỏng đường chạy dao taro M10 tấm 1

Chế độ cắt Chiều sâu cắt (mm) s

11 Phay tinh lỗ trên ∅52 EM 9 15 2000 700

13 Phay tinh lỗ dưới ∅52 EM 9 15 2000 700

Hình 3.38: Mô phỏng đường chạy dao phay biên chi tiết tấm 2

Hình 3.39: Mô phỏng đường chạy dao phay lỗ ∅25, ∅26 và ∅52 tấm 2

Hình 3.43: Mô phỏng đường chạy dao tarô lỗ M8 tấm 2

Chế độ cắt Chiều sâu cắt (mm) s

Hình 3.44: Mô phỏng đường chạy dao phay biên tấm 3

Hình 3.45: Mô phỏng đường chạy dao phay lỗ ∅80 tấm 3

Hình 3.48: Mô phỏng đường chạy dao taro lỗ M8 tấm 3

Chiều sâu cắt (mm) s (v/ph)

Hình 3.49: Mô phỏng đường chạy dao phay lỗ ∅27 và ∅52 tấm 4

Hình 3.52: Mô phỏng đường chạy dao tarô lỗ M8 tấm 4

Bảng 3.5: Trình tự gia công hộp căng đai

Chương trình: Hộp căng đai

Chiều sâu cắt (mm) s (v/ph)

5 Phay tinh mặt đáy Phay mặt đầu

8 Phay bán tinh hóc EM 8 25 1700 800

Hình 3.53: Mô phỏng đường chạy dao phay mặt đầu, đáy hộp căng đai

Hình 3.54: Mô phỏng đường chạy dao phay biên hộp căng đai

Hình 3.55: Mô phỏng đường chạy dao phay hóc hộp căng đai

Hình 3.56: Mô phỏng đường chạy dao phay tinh hóc hộp căng đai

Lắp ráp và thử nghiệm

Bước 1: Lắp vô lăng và mô tơ vào tấm 1

Vô lăng sẽ được kết nối với tấm 1 thông qua trục gắn vô lăng, giúp giữ vô lăng đồng trục với tấm 1 Trục này cũng kết nối với hộp giảm tốc thông qua khớp nối, đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả.

- Cùng với đó mô tơ sẽ được lắp ngay phía bên trên của vô lăng

- Lắp ráp ở bước này cần có độ hở vì vô lăng cần phải di chuyển theo quỹ đạo đường tròn, sau cùng ta sẽ có cụm chi tiết (1)

Bước 2: Lắp ráp hộp giảm tốc với tấm 2

- Hộp giảm tốc sẽ được lắp ráp chặt đồng tâm với tấm 2 thông qua 8 con bulong M10

- Dung sai độ đồng tâm không vượt quá 0,5 mm để đảm bảo độ chính xác khi quay, sau đó ta được cụm chi tiết (2)

Bước 3: Lắp mâm cặp 1 với tấm 3

Mâm cặp 1 được gắn chắc chắn vào trục, tạo liên kết vững vàng giữa mâm cặp và tấm 3, đảm bảo quá trình quay diễn ra đồng tâm và ổn định.

- Sau đó trục gắn mâm cặp sẽ được gắn với tấm 3

Trục gắn mâm cặp sẽ được lắp thêm một gánh đai, giúp truyền tỉ số quay tới bánh đai trong cụm chi tiết căng đai thông qua dây đai.

Hình 3.60: Mâm cặp 1 với trục mâm cặp

Bước 4: Gắn cụm chi tiết căng đai với tấm 3

- Cụm chi tiết căng đai sau khi được lắp thì sẽ được liên kết với tấm 3 thông qua 4 bulong M10

Dây đai sẽ được kết nối với bánh đai của cụm chi tiết căng đai và bánh đai trên trục gắn mâm cặp, tạo thành cụm chi tiết (3).

Bước 5: Mâm cặp 2 gắn với tấm 4

- Mâm cặp 2 sẽ được gắn với tấm 4 thông qua 3 bulong M8

Lắp ráp cần đảm bảo dung sai độ đồng tâm không vượt quá 0.5 mm để đảm bảo chi tiết quay đồng trục, từ đó thu được thông số chính xác nhất cho cụm chi tiết (4).

Bước 6: Lắp cụm chi tiết (1), (2) và (3) vào máy

- Dựng vuông góc cụm chi tiết (1), (2) và (3) vuông góc với mặt đất và song song với nhau

- Sau đó ba tấm này sẽ được kết nối với nhau bằng hai khớp nối, khớp này có tác dụng truyền lực quay từ moto tới mâm cặp 1

- Sau đó lắp 4 trục liên kết các tấm lại vào 4 góc của tấm 1, 2 và 3

- Dùng búa cao su gõ nhẹ các góc để căn chỉnh chính xác so với bản vẽ lắp

Hình 3.63: Lắp cụm (1), (2) và (3) vào máy

Bước 7: Lắp cụm chi tiết (4) vào máy

- Tương tự như bước 6, ở bước này tấm 4 sẽ được đặt vuông góc với mặt đất và đặt gần

- Nâng nhẹ tấm 4 và lắp vào 4 trục, dùng búa cao su gõ nhẹ 4 góc để căn chỉnh cho chính xác nhất so với bản vẽ lắp

- 4 Bulong M10 được lắp vào 4 đầu của 4 trục để cố định lại tấm 4

Bước 9: Gắn Adapter và ngàm giữ chi tiết nhựa

- 1 đầu của Adapter sẽ được giữ bởi mâm cặp 2, đầu còn lại sẽ gắn ngàm 2, ngàm này có hốc vừa với 1 đầu của chi tiết nhựa

- Mâm cặp 1 sẽ kẹp ngàm 1, ngàm 1 này cũng có 1 hốc giống với ngàm 2 để giữ 1 đầu còn lại của mẫu vật nhựa

Hình 3.64: Máy thử xoắn hoàn chỉnh 3.6.2 Quy trình thử nghiệm

- Bước 1: Kiểm tra mẫu(mẫu thử nghiệm là nhựa PLA-F) bảo quản mẫu vật:

Trước khi tiến hành thử nghiệm, việc bảo quản mẫu vật ở nhiệt độ phòng từ 25-34 độ C là rất quan trọng Bảo quản đúng cách giúp ngăn ngừa biến dạng do nhiệt độ cao, đặc biệt với nhựa, vì nếu gặp nhiệt độ quá cao, mẫu vật sẽ bị biến dạng, dẫn đến kết quả thử nghiệm không chính xác.

Để đảm bảo tính đồng nhất và chính xác trong việc đo đạc, mẫu vật cần có kích thước chiều dài 68 mm, chiều rộng 14.8 mm và bề dày 15 mm Việc đo kích thước này không chỉ giúp cung cấp số liệu chính xác về moment xoắn và góc xoay, mà còn kiểm tra khả năng phù hợp của mẫu vật với dụng cụ đo, đảm bảo nằm trong khoảng dung sai cho phép nhằm tránh tình trạng bị tuột khi thực hiện thao tác xoay.

Việc đánh số thứ tự cho 9 mẫu vật được kiểm tra là rất quan trọng, giúp phân biệt số thứ tự mẫu và quy trình thử nghiệm Điều này không chỉ hỗ trợ ghi chép thông tin thu được từ từng mẫu một cách dễ dàng mà còn giúp tổng hợp số liệu hiệu quả hơn.

Hình 3.64: Kiểm tra mẫu thử nghiệm

- Bước 2: Chuẩn bị các thiết bị điện tử sẵn sàng

Đặt điện thoại vào gá đỡ giúp ghi lại quá trình thử nghiệm với mẫu một cách rõ nét và trực diện từ trên xuống, cho phép người dùng dễ dàng xem lại.

+ Bật adapter đo moment xoắn lên và cài đặt đơn vị là N.m

+ Cắm dây điện của mô tơ

Kiểm tra Encoder là bước quan trọng để đảm bảo hoạt động chính xác của thiết bị Bạn cần kiểm tra dây điện của encoder và màn hình hiển thị góc xoay để xác định xem chúng có hoạt động bình thường hay không Hãy quay tay quay nhẹ và quan sát xem góc xoay trên màn hình có nhảy hay không, điều này giúp phát hiện sớm các vấn đề kỹ thuật.

- Bước 3: Đặt mẫu vào máy

Để đảm bảo việc kẹp mẫu vật an toàn và hiệu quả, cần căn chỉnh hai hốc giữ thẳng hàng với nhau Hai hốc này có kích thước bằng với hai đầu của mẫu vật và được lắp ghép với mẫu có độ dôi, giúp tránh việc tuột mẫu trong quá trình xoay Do đó, trước khi đặt mẫu vào, việc căn chỉnh hai hốc là rất quan trọng để dễ dàng bỏ mẫu vật vào mà không làm hư hại đến nó.

Nhẹ nhàng đưa hai đầu mẫu vật vào hai hốc và lắp khớp, sử dụng búa nhựa gõ nhẹ để đảm bảo mẫu vật ăn khớp với hốc giữ Cần chắc chắn rằng sau khi gõ, hai đầu mẫu vật phải khít chặt, không còn khoảng trống nào bên trong hốc Điều này giúp đảm bảo khi xoay hai đầu mẫu, chúng sẽ cân bằng và đồng tâm, từ đó mang lại số liệu chính xác nhất.

Hình 3.66: Chuẩn bị thiết bị điện tử và đặt chi tiết thử nghiệm vào máy

- Bước 4: Thu thập dữ liệu

+ Sau khi đã đặt mẫu vào máy, ta bật công tắc của mô tơ

Mô tơ khởi động và số mô men xoắn trên adapter tăng lên, đồng thời giá trị góc quay trên màn hình cũng thay đổi Mỗi mẫu vật sẽ tạo ra giá trị mô men xoắn và góc quay khác nhau, phụ thuộc vào thông số in của từng mẫu.

Sau khi mẫu vật bị phá hủy, cần ghi lại số moment xoắn cực đại thu được trên adapter cùng với giá trị góc xoay hiển thị trên màn hình Nếu không kịp ghi nhận giá trị góc xoay, có thể xem lại trong video vừa quay liên quan đến mẫu vật đó.

Hình 3.67: Thu thập số liệu

- Bước 5: Xử lí số liệu

Sau khi thu thập đầy đủ dữ liệu từ 9 mẫu vật, chúng tôi đã nhập vào file Excel để dễ dàng so sánh và tạo biểu đồ Qua đó, chúng tôi có thể xác định thông số nào mang lại độ bền tốt nhất cho mẫu vật, từ đó đưa ra kết luận cuối cùng cho đề tài.

ỨNG DỤNG THỬ ĐỘ BỀN XOẮN CHO MẪU 3D

Mẫu in 3D

PLA-F là một dạng cải tiến của nhựa PLA thông thường

PLA-F là loại vật liệu được sản xuất từ tinh bột hoặc các nguồn tự nhiên như tinh bột ngô và mía đường Với tính chất sinh học phân hủy và thân thiện với môi trường, PLA-F không chứa các chất độc hại Một trong những đặc điểm nổi bật của PLA-F là khả năng in nhanh hơn so với PLA truyền thống, điều này giúp tăng tốc quá trình in 3D và nâng cao hiệu suất sản xuất.

PLA-F sở hữu độ cứng và độ bền vượt trội, mang lại các sản phẩm in 3D với độ chính xác và độ bền cao Ngoài ra, vật liệu này còn có khả năng chịu nhiệt tốt hơn so với PLA thông thường, giúp các sản phẩm in có khả năng chống chịu nhiệt hiệu quả hơn.

PLA-F là một vật liệu phổ biến trong in 3D, thường được sử dụng để tạo ra mô hình, prototype, đồ trang trí, đồ chơi và các sản phẩm không yêu cầu tính chịu lực cao Đặc tính an toàn và dễ sử dụng của PLA-F làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho người mới bắt đầu với công nghệ in 3D.

PLA-F là một vật liệu thân thiện với môi trường, được sản xuất từ tinh bột hoặc đường mía Với khả năng phân hủy tự nhiên, PLA-F không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường.

PLA-F là loại vật liệu in 3D có khả năng in ấn tốt nhờ vào độ nóng chảy thấp, giúp dễ dàng đưa vào béc in Đặc biệt, PLA-F không bị co ngót hay biến dạng trong quá trình in, đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.

+ Màu sắc phong phú: PLA-F có nhiều màu sắc đa dạng và không bị phai màu sau khi in 3D

+ Không mùi: PLA-F không chứa độc tố và không phát ra mùi khó chịu trong quá trình in

+ Giá cả phải chăng: giá thành của PLA-F rất phải chăng so với các loại nhựa in 3D khác

PLA-F có nhiệt độ phân hủy thấp hơn so với các loại nhựa in 3D khác, nhờ vào nguồn gốc từ tinh bột và đường mía.

Hình 4.1: Nhựa PLA-F 4.1.2 Kích thước

Mẫu thử nhựa có kích thước : Bề dày 15 mm, chiều rộng 14.8 mm, chiều dài 68 mm

Hình 4.2: Mẫu nhựa thực tế

4.1.3 Thông số in Để đảm bảo những số liệu tổng quan và chi tiết nhất nên nhóm chúng tôi đã cho ra 9 thông số in, điều này giúp quá trình nghiên cứu thêm rõ nét về độ bền của vật liệu nhựa PLA-

Bảng 4.1: Thông số in 3D nhựa PLA-F

STT infill denisity printing temperature infill angle thickness

+ Infill density: Tỉ lệ lấp đầy(%)

+ Printing temperature: nhiệt độ in( độ C)

+ Infill angle: Góc lấp đầy(º)

Kiểm tra độ bền xoắn

Kết quả kiểm tra độ bền xoắn của 9 mẫu in 3D đã cung cấp cái nhìn sâu sắc về khả năng chịu xoắn và sự tương tác giữa các thông số in Dựa trên dữ liệu này, chúng tôi sẽ tiến hành phân tích chi tiết để hiểu rõ hơn về độ bền xoắn của các mẫu và ảnh hưởng của các yếu tố in lên kết quả này.

Kết quả phân tích cho thấy trong thử nghiệm với 9 mẫu in 3D, moment xoắn dao động từ 4.2 đến 15.7 Nm, cho thấy sự khác biệt đáng kể về khả năng chịu xoắn giữa các mẫu Sự biến đổi này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét các yếu tố ảnh hưởng để hiểu rõ hơn về mối tương quan giữa các thông số in và độ bền xoắn của các mẫu in 3D.

Mối liên hệ giữa moment xoắn và góc quay của các mẫu thử nghiệm được thể hiện qua các hình minh họa dưới đây, cho phép quan sát sự biến đổi của moment xoắn theo góc quay tương ứng cho từng mẫu.

Biểu đồ 4.1: Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa moment xoắn và góc xoắn của mẫu 1

Biểu đồ 4.10: Biểu đồ so sánh mối quan hệ giữa moment–góc xoắn của 9 mẫu thử

Biểu đồ 4.11: Biểu đồ so sánh moment xoắn của 9 mẫu thử

Biểu đồ 4.12: Biểu đồ so sánh góc xoắn của 9 mẫu thử

Biểu đồ 4.13: Biểu đồ tỉ lệ S/N cho moment xoắn

Sự thay đổi các thông số in 3D có ảnh hưởng lớn đến tính chất cơ học của mẫu thử nghiệm, điều này được chứng minh qua việc moment xoắn tăng từ 4.2 Nm lên 15.7 Nm.

Kết quả thử nghiệm về moment xoắn và góc xoắn của các mẫu được trình bày trong hình 11 và hình 12 Mẫu 9, với điều kiện nhiệt độ in 220°C, góc in 45°, mật độ in 100% và độ dày 0,1 mm, đạt moment xoắn cao nhất là 15,7 N.m Các mẫu có độ dày 0,1 mm như mẫu 1, 6 và 9 cũng thể hiện moment xoắn cao Ngược lại, giá trị moment xoắn thấp nhất được ghi nhận ở độ dày 0,2 mm, cụ thể là ở các mẫu 2, 5 và 7.

Dựa vào số liệu, mật độ in có mối quan hệ tỷ lệ thuận với moment xoắn; khi mật độ in tăng từ 50% lên 100%, moment xoắn cũng gia tăng Điều này chứng tỏ rằng mật độ in ảnh hưởng đáng kể đến đặc tính moment xoắn trong quá trình thử nghiệm.

Kết quả thử nghiệm cho thấy rằng khi nhiệt độ in tăng, moment xoắn trong các mẫu thử nghiệm cũng có xu hướng tăng Cụ thể, ở nhiệt độ in 200°C, mẫu 7 đạt moment xoắn cao nhất là 9.4 N.m; ở 210°C, mẫu 8 ghi nhận moment xoắn cao nhất là 11.1 N.m; và ở 220°C, mẫu 9 có moment xoắn cao nhất là 15.7 N.m Điều này chứng minh rằng việc tăng nhiệt độ in có ảnh hưởng đáng kể đến moment xoắn, với xu hướng tăng rõ rệt khi nhiệt độ in được nâng lên.

Góc tạo cấu trúc lõi có ảnh hưởng đáng kể đến moment xoắn trong các mẫu thử nghiệm Cụ thể, góc 90 độ thường cho thấy moment xoắn thấp hơn so với góc 0 độ và 45 độ Ví dụ, mẫu 1 với góc 0 độ có moment xoắn là 6.3 N.m, trong khi mẫu 5 với góc 90 độ chỉ có moment xoắn 4.2 N.m Tương tự, mẫu 2 với góc 45 độ có moment xoắn 4.5 N.m, cao hơn mẫu 5 Điều này chứng tỏ rằng góc tạo cấu trúc lõi ảnh hưởng đến độ cứng và khả năng chịu lực của mẫu in 3D.

Sự thay đổi nhiệt độ in, góc tạo cấu trúc lõi, độ dày và mật độ cấu trúc lõi của các mẫu thử nghiệm đã ảnh hưởng đáng kể đến tính chất cơ học, đặc biệt là moment xoắn Các thông số in này có thể tác động riêng lẻ, dẫn đến sự biến đổi moment xoắn từ 4.2 Nm đến 15.7 Nm Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tối ưu hóa quy trình in 3D để đạt được tính chất cơ học mong muốn Bằng cách điều chỉnh các thông số in, chúng ta có thể linh hoạt tăng hoặc giảm moment xoắn theo yêu cầu sản phẩm.

Hình 4.3: Mẫu nhựa bị gãy sau khi thử nghiệm

Tiêu đề	Chế Tạo Mô Hình Máy Thử Độ Bền Cho Chi Tiết Nhựa
Tác giả	Phạm Thế Sơn, Nguyễn Phương Nam, Lê Hồng Phúc
Người hướng dẫn	ThS. Hồ Xuân Thành
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	108
Dung lượng	8,31 MB

Tài liệu tham khảo	Loại	Chi tiết
[1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí – tập 2, NXB Giáo dục, 2006	Khác
[2] Ninh Đức Tốn, Sổ tay dung sai lắp ghép, NXB Giáo Dục, 2007	Khác
[3] Trần Quốc Hùng, Giáo trình dung sai kỹ thuật đo, NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM, 2012.Tiếng anh	Khác
[3] ASTM D1043 - Standard Test Method for Stiffness Properties of Plastics as a Function of Temperature, Means of a Torsion Test (astm.org), 2017	Khác
[4] Duong Le, Canh Ha Nguyen, Thi Hong Nga Pham, Van Thuc Nguyen, Son Minh Pham, Minh Tai Le, and Thanh Tan Nguyen, Optimizing 3D Printing Process Parameters for the Tensile Strength of Thermoplastic Polyurethane Plastic, 2023	Khác
[5] Sarkawt Rostam, Arazw Hamakarim, Avan Xalid, Pari Said, Kashab Muhammad, An Experimental Study of Torsional Properties of Polyvinylchloride, Kurdistan Journal of Applied Research (KJAR), 2017	Khác