Đang tải... (xem toàn văn)
Do GV: ThS. Võ Thanh Được biên soạn LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật đặc biệt là khoa học máy tính đã làm thay đổi căn bản mọi mặt của đời sống xã hội.Từ giữa thế kỷ 20, khi công nghệ máy tính được đưa vào áp dụng trong sản xuất đã góp phần tự động hóa sản xuất, giải phóng sức lao động cho con người, tăng năng suất cũng như chất lượng sản phẩm. Theo đó là sự ra đời của phương thức sản xuất có sự trợ giúp của máy tính và các máy công cụ được tích hợp bộ điều khiển số. Ở Việt Nam, ngoài việc công nghệ CAD CAM đã và đang được phát triển, ứng dụng rộng rãi trong các xí nghiệp, nhà máy. Thì vài năm trở lại đây công nghệ tạo mẫu nhanh (RPM) bước đầu đã được nghiên cứu và ứng dụng ở các viện nghiên cứu, các trung tâm công nghệ cao. Công nghệ tạo mẫu nhanh (RPM) là tổ hợp của CAD, kỹ thuật thiết kế ngược RE (Reverse Engineering), tạo mẫu nhanh RP (Rapid Prototyoing) và kỹ thuật chế tạo nhanh RT(Rapid Tooling) mà RP là kỹ thuật chủ chốt. Kỹ thuật RPM là kỹ thuật tạo nên sản phẩm mới, phù hợp với xu thế toàn cầu hóa các phương diện thị trường thương mại và sản xuất, đa dạng hóa sản phẩm, đổi mới sản phẩm mẫu mã nhanh, sản phẩm công nghệ cao, phù hợp với tính cạnh tranh của thị trường ngày càng khốc liệt. Giáo trình Công nghệ thiết kế ngược Tạo mẫu nhanh được biên soạn trên cơ sở đề cương môn học Công nghệ thiết kế ngược Tạo mẫu nhanh dành cho sinh viên nhóm ngành cơ khí thuộc khoa Cơ khí Chế tạo máy. Nội dung giáo trình bao gồm các kiến thức cơ bản về Công nghệ thiết kế ngược và Tạo mẫu nhanh được trình bày trong 4 chương: Chương 1: Giới thiệu tổng quát về thiết kế ngược và tạo mẫu nhanh Chương 2: Quy trình chỉnh sửa dữ liệu quét trong thiết kế ngược Chương 3: Các phương pháp tạo mẫu nhanh Chương 4: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh Trong quá trình biên soạn mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng do hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự góp ý, bổ xung, đóng góp ý kiến của quý thầy cô và bạn đọc để giáo trình được hoàn thiện hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về: Khoa cơ khí chế tạo máy, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Vĩnh Long – Số 73 Nguyễn Huệ, Tp Vĩnh Long.
CÔNG NGHỆ GIA CÔNG PHI TRUYỀN THỐNG & TẠO MẪU NHANH Số TC: GV: ThS Võ Thanh Được Rapid Prototyping (RP) - What??? ⚫ Vật liệu chế tạo (Additive Fabrication) Vật liệu thêm vào liên kết với để tạo thành mẫukhông phải cắt gọt vật liệu phương pháp gia côngtruyền thống (phay, tiện, bào…) ⚫ Trực tiếp chế tạo từ CAD (Direct fabrication from CAD data) Trực tiếp tạo mẫu thực từ mơ hình CAD ⚫ Lớp sản xuất (Layered Manufacturing) Mẫu tạo theo lớp (lớp sau tạo thành lớp trước) ⚫Có thể hiểu tạo mẫu nhanh trình tạo mẫu sản phẩm giúp cho nhà sản xuất quan sát nhanh chóng sản phẩm cuối Quá trình nhờ thiết bị RP máy in ba chiều cho phép người thiết kếchuyển liệu CAD 3D thành mẫu thực cách nhanh chóng ❖ Sự phát triển tạo mẫu nhanh có quan hệ mật thiết với phát triển ứng dụng máy tính cơng nghiệp ❖Việc gia tăng sử dụng máy tính thúc đẩy dự tiến nhiều lĩnh vực liên quan đến máy tính bao gồm Thiết kế (CAD–Computer Aided Design) Chế tạo (CAM–Computer Aided Manufacturing) Gia công điều khiển số nhờ máy tính (CNC – Computer Numerical Control) ⚫Sự lên hệ thống RP thiếu diện CAD ⚫Nhiều công nghệ nhiều tiến khác hệ thống chế tạo vật liệu có tính định đến phát triển hệ thống RP ⚫ Tùy thuộc vào kích thước độ phức tạp mẫu mà thời gian để tạo mẫu khoảng từ – 72 giờ, chí (nhanh nhiều so với phương pháp tạo mẫu truyền thống) ⚫ Do thời gian nên RP giúp cho nhà sản xuất nhanh chóng đưa sản phẩm thị trường giảm chi phí sản xuất Đó ưu điểm bật trình tạo mẫu nhanh Ba thời kỳ trình tạo mẫu ⚫ Thời kỳ đầu : tạo mẫu tay ⚫ Thời kỳ thứ hai :Phần mềm tạo mẫu hay tạo mẫu ảo ⚫ Thời kỳ thứ ba : Quá trình tạo mẫu nhanh Nền tảng trình tạo mẫu nhanh ⚫ Mẫu hay phận chi tiết thiết kế hệ thống CAD/CAM ⚫ Mơ hình dạng khối hay mơ hình bề mặt chuyển sang file định dạng “ STL” (StereoLithography) ⚫ Máy tính phân tích file“.STL” để xác định rõ ràng mơ hình cho sản xuất lớp mỏng mặt cắt ngang Các ví dụ mẫu gia công RP NGUYÊN LÝ CỦA SLA - STEREOLITHOGRAPHY Đặc điểm ⚫ Ưu điểm Quá trình tạo mẫu tự động hồn tồn Một khởi động q trình khơng cần phải can thiệp chi tiết hoàn thành Độ xác chi tiết cao, đạt +/- 0.1mm Bề mặt hình thành có độ bóng cao ⚫ Nhược điểm Bị cong vênh vị trí thành mỏng Hạn chế vật liệu Cần q trình sau gia cơng Chi phí sử dụng bảo trì cao đầu nguồn laser ⚫ Phạm vi ứng dụng Tạo mơ hình Dùng kiểm tra cho q trình lắp ráp Dùng cho cơng nghệ làm khn kim loại Nguyên lý SLS – Selective Layer Sintering Đặc điểm ⚫ Ưu điểm Có thể tạo chi tiết cứng so với mẫu tạo phương pháp tạo mẫu nhanh khác Khơng cần có phận hỗ trợ Nhiều loại vật liệu sử dụng (hầu hết loại nhựa, sáp, kim loại, ceramic…) Thời gian tạo mẫu ngắn, Không yêu cầu lưu hoá sau tạo mẫu ⚫ Phạm vi ứng dụng Làm cực cho EDM mẫu cho đúc khuôn Trực tiếp tạo khuôn kim loại Làm mơ hình chi tiết phục vụ cho khâu kiểm tra chức NGUYÊN LÝ CỦA FDM - FUSED DEPOSITION MANUFACTURING ⚫ Ưu điểm Có thể vận hành mơi trường văn phịng, an tồn mơi trường Q trình sạch, đơn giản, dễ vận hành khơng sinh chất thải Có thể tạo nhanh chi tiết dạng chai, dạng lỗ rỗng Chi phí vừa phải Vật liệu thơng dụng ⚫ Nhược điểm Độ xác khơng cao Khó tạo hình chi tiết phức tạp Độ bền theo phương thẳng đứng thấp Chế tạo chi tiết lớn chậm ⚫ Phạm vi ứng dụng Tạo mơ hình Sử dụng nhiều dạng vật liệu sinh học NGUYÊN LÝ CỦA LOM - LAMINATED OBJECT MANUFACTURING Đặc điểm ⚫ Ưu điểm Tạo mẫu nhanh Sau hồn thành đem sử dụng Không cần phần hỗ trợ Dễ sử dụng, không gây ảnh hưởng đến môi trường ⚫ Nhược điểm Bị giới hạn độ phức tạp tạo hình Khó lấy phần thừa bên Nhiệt độ buồng làm việc tăng cao nguy hiểm ⚫ Phạm vi ứng dụng Tạo mơ hình Thích hợp cho việc tạo mẫu khuôn cát (woodenlike characteristics) NGUYÊN LÝ CỦA 3D PRINTING -Nguồn cấp chất kết dính -Cơ cấu nâng -Thanh cán -Vật liệu dạng bột NGUYÊN LÝ CỦA SGC - SOLID GROUND CURING Đặc điểm ⚫ Ưu điểm Có thể tạo chi tiết có độ phức tạp cao Không cần phận hỗ trợ Qúa trình can thiệp để sửa lớp bị hỏng ⚫ Nhược điểm Qúa trình phức tạp địi hỏi người có chun mơn theo dõi Giá thành cao (trên $500.000)