THÔNG TIN TÀI LIỆU
BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC XAY DUNG BAO CAO TONG KET DE TAI KHOA HQC VA CONG NGHE CAP TRUONG TRONG DIEM NGHIEN CUU CONG NGHE TAO MAU NHANH VA UNG DUNG PHAN MEM MAKERBOT TRONG VIEC TAO HINH MAU BANH RANG CON BANG PHUONG PHAP FDM Mã số: 120-2015/KHXD-TD Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Quốc Dũng TRƯỜNG ĐHXD 05.3 NG-D 2016 [00015 : IL Hà Nội, 6/1016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BAO CAO TONG KET DE TAI KHOA HOC VA CONG NGHE CAP TRUONG TRONG DIEM NGHIEN CUU CONG NGHE TAO MAU NHANH VA UNG DUNG PHAN MEM MAKERBOT TRONG VIEC TAO HINH MAU BANH RANG CON BANG PHUONG PHAP FDM Mã số: 120-2015/KHXD-TĐ Xác nhận quan chủ trì đề tài (ký, họ tên, đóng dáu) Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) Nguyễn Quốc Dũng Hà Nội, 6/1016 DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN ĐÈ TÀI VÀ CÁC ĐƠN VỊ PHĨI HỢP CHÍNH A NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN ĐÈ TÀI TT Họ tên ThS Nguyễn Quôc Dũng ` (chủ nhiệm đê tài) | GVC.ThS Bui Lé Gon Cơ quan Đại học Xây dựng Đại học Xây dựng B CƠ QUAN PHÓI HỢP CHÍNH: Cơng ty Sotatec - HCM MỤC LỤC CÁC KY HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT .222222 22EEE2Ett22EE21 522222225552222 21211 n0 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIÊU E121 THONG TIN KÉT QUẢ NGHIÊN CỨU 2211111111 .-2 02100002257 .aAAa § Lý chọn taieeec.sccccssccssssssssssssesssssssssssusesssusssssssssssssesssssissesstivestiseesssteceeeeeeeeceeccc § Phương phap nghién ctu oo cecesesssssssessessssesesessssssssssesssstssssussesscsssssavstsesercecerceseees 10 Doi tugng va pham vi nghién CUU eee ccssesessesecsessssessessssecesseeseesesseeseserceceseecece 11 Nội dung nghiên CUU cecceseeseessesssessessecssecsessucsssssucsssesucssecsusssessusssscsusssecsesseseeseees 11 Chuong TONG QUAN CONG NGHE TAO MAU NHANH, CAC THIET BỊ VÀ VẬT LIỆU DÙNG TRONG TẠO MẪU NHANH .-22-2222e22222E22222551EE1EE1Exe 12 1.1 Tổng quan tạo mẫu nhanh c222222222522112222111111112 12 1.1.1 Các đặc điểm cơng nghệ tạo mẫu nhanh 2-2 s2 Ss+EsEzse¿ 12 1.1.2 Nguyên lý chung bước cơng nghệ q trình RP 14 1.1.3 Ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh — 16 1.2 Các thiết bị vật liệu dùng tạo mẫu nhanh s2zs+£z22222Esz zzs2 20 1.2.1 Các thiết bị dùng thiết kế ngược (Reserve Enginering) 20 51.01 .0 28 1.2.3 Vật liệu dùng K seueeesninnnieioeeeoeereirriiensiDEEOEENECDSASESES01000 xe81.ecxe 31 Chuong TIM HIEU PHAN MEM MAKERBOT UNG DUNG TRONG TAO MAU ELAINE ssesnessnsceaeanesianvenitis sant otanena raasd shes vbptadinivi nsaseue dashanaeeensenen xsenrev neavevereanenena eiere xsones 34 2.1 Thé Explore csssssssessssessesessessssssscssssssssussssessssssessssesssssssssssstsssereesecceceees 34 "5M 35 P1ĐN l 35 dồng2.-Í - „8L 1L-HTLTEEẨEÏ sugnynupsgrpdgtatriMlkgBđlGftSLEi-scsese-oosce.erekeicigitr0kEECENEESEIiGIS110/0000500E81580525-2 ĐT 36 2.2.2 Purchased Things cccssssssessssssssssssssessssssessesssstssssesssssssssssessusassucesseseseeceseecese 36 2.2.3, THINQiVETSE oo eececsecessesessesessesessessssssssssssssssessssassussssucsssussssscetsrssssuseesesercecescecese 36 2.2.4 My LÏDTATY St 2t 2v x21 1211111111 1111111011151 36 6% TT 36 2.3 Thẻ LTD DETE sasueseeneiiiiEESERLL.e.ecx.retnoipHUSACDHDEDDANDEIEIGDNISNHSSEME8S4k4Axscrsrrrrrgrccrrcrses 37 2.3.1 Thêm tiết (Add TICW ) HH H11 TT TT TH TH HT HH ni 37 2.3.2 Chuẩn bị mơ hình (Manipulating Models) 5s set SESESE SE Ss SE te tre 37 2.3.3 Thiết lập in (Print Settings$) c1 1121111 .cEerererre cce 41 2.3.3.2 Thiét lap nang cao (Custom Settings) .cccccccsscesssssescseseecesssesscsceveee 43 2.4 Store (Ctra hang ONLINE) ssessessescsessessessessesscsssseesesnesussusseesecssssssessessesseseseecatsacsuceees 51 2.5 Learn (Hướng dẫn thực hành ec) 52 Chuong UNG DUNG TAO MAU BANH RANG CON BANG PHUONG PHAP FDM XI3X948938)1013148.4 sms s8300140556504035/1A/854045- sen hong cv So5100061496 66 DISE615 9558 s5 sec 53 3.1 Phương pháp tạo mẫu nhanh FDM (Fused Deposition Modeling) 55 3.2 May in MakerBot replicator (hình 3.6) 22 Sa SE SE SESE2E 1E 56 3.3 Vật liệu im PLA wo essesessssssssscsesscsssssssssessscucsssecnssusssssssecersusssssesssecereussesecoseecesses 57 3.4 Ung dung công nghệ tạo mẫu nhanh FDM để tạo hình bánh xoắn 58 KÉT LUẬN VÀ KIÊN GH sscnocenasessaaencses nervous sy eneusesnewenesni iahsane axtsaisitsinisis enenenv iounues e 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO -2222222222222222222121211111111 65 CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CAI VIET TAT HSM (High Speed Machining): Gia công cao tốc RPT (Rapid Prototyping Technology): Công nghệ tạo mẫu nhanh CAD (Computer Aided Design): Thiết kế có hỗ trợ máy tính STL (Stereo Lithography) RT (Rapid tooling): Tao dung cu nhanh CMM (Coordinate Measuring Machine): May tọa độ LOM (Laminate Object Manufacturing): In đối tượng theo lớp mỏng FDM (Fused Deposition Modeling): In theo lép SLA (Stereo Lithography Aparatus): Tao mẫu lập thể SGC (Solid Ground Curing): Tạo mẫu dạng khối SLS (Selective Laser Sintering) Thiêu kết laser chọn lọc 3DP (Three Dimensional Printing): In chiều DANH MUC CAC HINH VE, BANG BIEU DANH MUC CAC HINH VE: Hình Tạo mẫu đúc tượng đồng thủ cơng Hình Gia cơng mẫu CNC Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình 1.1 1.2 1.3 1.6 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 Sơ đồ chung công nghệ tạo mẫu nhanh Nguyên lý chung trình tạo mẫu nhanh Mơ hình nhà chế tạo RP Các mấu sản phẩm chế tạo RP Cơ cấu lắp ráp từ sản phẩm RP Chế tạo khuôn mẫu Các sản phẩm RP y học Tạo xương khủng long Sơ đồ phát triển máy quét chiều Hình 1.10 Máy đo tọa độ Smart CMM Hình 1.11 Sơ đồ đo lỗ rãnh Hình 1.12 Dùng tay đo để xây dựng bề mặt từ mô hình Hình 1.13 Ngun lý hoạt động cơng nghệ quét Laser 3D Hình 1.14 Máy quét laser 3D EXAscan Hình 1.15 Máy quét laser 3D MAXscan Hình 1.16 Máy đo Blue and White Light Scanning Hình 1.17 Hệ thống tạo mẫu nhanh cơng nghệ SLA Hình 1.18 Máy in 3D FDM hãng Mootooh Engineering Hình 1.19 Hệ thống tạo mẫu cơng nghệ SLS Hình 2.1 Các tác vụ MakerBot Hình 2.2 Giao diện Explore Hình 2.3 Giao diện Prepare Hình 2.4 View Options Hình 2.5 Move options Hình 2.6 Di chuyén theo tọa độ Hình 2.7 Rotate Objects Hình 2.8 Scale ObJects Hình 2.9 Quick settings Hình 2.10 Vat in va kết cấu phụ trợ Hinh 2.11 Thiết lập nâng cao Hinh 2.12 Tạo Profile Hinh 2.13 Tab design setting Hinh 2.14 Tab Extrusion Speeds Hinh 2.15 Tab Infill Hinh 2.16 Infill Pattern Hinh 2.17 Tab Model Properties Hinh 2.18 Tab Raft Hinh 2.19 Tab Supports and Bridging Hinh 2.20 Tab Extruder Hinh 2.21 Cua hang online Hinh 2.22 Hướng dẫn thực hành video Hình 3.1 Bánh xoắn Hình 3.2 Gia cơng bánh răng cung trịn Hình 3.3 Gia cơng ảo bánh băng phần mềm NX Hình 3.4 Bánh xoắn Hình 3.5 Ngun lý làm việc phương pháp FDM Hình 3.6 Máy in MakerBot replicator Hình 3.7 Cuộn sợi nhựa PUA Hình 3.8 Mơ hình 3D bánh xoắn Hình 3.9 Tab Device Setting Hình 3.10 Tab Extrusion Speeds Hình 3.11 Tab Infill Hình 3.12 Tab Model Properties Hình 3.13 Tab Raft Hình 3.14 Tab Support and Bridging Hình 3.15 Tab Extruder Hình 3.16 Mơ q trình gia cơng MakerBot Hình 3.17 Xuất file gia cơng bánh xoắn Hình 3.18 Gia công bánh côn máy in MakerBot Replicator Hình 3.19 Sản phẩm bánh xoắn gia công phương pháp FDM DANH MUC CAC BANG BIEU: Bảng 3.1 Thông số máy in MakerBot replicator Bảng 3.2 Các thông số gia công Mu BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THONG TIN KET QUA NGHIEN CUU Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu công nghệ tạo mẫu nhanh ứng dụng phần mềm MakerBot việc việc tạo hình mẫu bánh côn phương pháp FDM - Mã số: 120-2015/KHXD-TĐ - Chủ nhiệm: ThS Nguyễn Quốc Dũng - Thời gian thực hiện: 12 tháng (6/2015 đến 5/2016) Mục tiêu: Nghiên cứu công nghệ tạo mẫu nhanh ứng dụng phần mềm MakerBot việc việc tạo hình mẫu bánh phương pháp FDM Tính sáng tạo: Ứng dụng cơng nghệ để tạo hình nhanh sản phẩm Kết nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu tổng quan công nghệ tạo mẫu nhanh, tìm hiểu phần mềm MakerBot ứng dụng cơng nghệ tạo mẫu nhanh FDM để tạo hình bánh xoắn Sản phẩm: - Báo cáo tổng kết; - Hướng dẫn SV NCKH: 01 nhóm; - 01 báo đăng Đăng tạp chí KHCN Xây dựng - 02 mẫu bánh côn xoắn Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: Với phạm vi ứng dụng rộng rãi cho lĩnh vực khí, y học, giáo dục quốc phòng, tiếp thị, triễn lãm, nên việc nghiên cứu làm chủ công nghệ tạo mẫu nhanh có ý nghĩa lớn thực tế Đề tài sở lý thuyết cho các sở sản xuất có trang bị thiết bị tạo mẫu nhanh sở đào tạo Ngày 22 tháng năm 2016 Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) Nguyễn Quốc Dũng BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BAO CAO TOM TAT DE TAI KHOA HQC VA CONG NGHE CAP TRUONG TRONG DIEM NGHIEN CUU CONG NGHE TAO MAU NHANH VA UNG DUNG PHAN MEM MAKERBOT TRONG VIỆC TẠO HÌNH MẪU BÁNH RĂNG CÔN BẰNG PHƯƠNG PHÁP FDM Mã số: 120-2015/KHXD-TĐ Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Quốc Dũng Hà Nội, 6/1016 DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN ĐÈ TÀI VÀ CÁC ĐƠN VỊ PHĨI HỢP CHÍNH A NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN ĐÈ TÀI TT Họ tên ThS Nguyễn Quốc Dũng (chủ nhiệm đề tài) GVC.ThS Bui Lê Gôn Cơ quan Đại học Xây dựng Đại học Xây dựng B CƠ QUAN PHĨI HỢP CHÍNH: Cơng ty Sotatec - HCM MỤC LỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮTT -.-+c5s+5ss5se>se2 THONG TIN KÉT QUÁ NGHIÊN CỨU .-. -5-52©55s MỞ ĐẦU Góc S21 11111111 11131111111111111141101 111111 grde Do nh 6 sa PHƯỚBĐ Pháp HEHIẾH GỮU suesesedeaenensinnndniiinDidirGse66640006180 00013 Di tuong va pham vi nghién CUU ecceesessessesesseeteeeeneeteseeneees Nội dung nghiÊn CỨU c + c+ SE ESsererrerrkerrerree Chương NGHIEN CUU TONG QUAN CONG NGHE TẠO MAU NHANH, CAC THIET B] VA VAT LIEU DUNG TRONG I0 171608)):70/ 177 1.1 Tổng quan tạo mẫu nhanh -.- c+s++++c++xvxvsrvsxeevee 1.1.1 Các đặc điểm cơng nghệ tạo mẫu nhanh 10 1.1.2 Ngun lý chung bước cơng nghệ trình 10 1.1.3 Ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh .- 11 1.2 Các thiết bị vật liệu dùng tạo mẫu nhanh 13 I.2.1 Các thiết bị dùng thiết kế ngược - . : 13 122, May 18 3D sccccarsssissananasamnarnmmamnaniacm sasecmneuansaaceneaes 13 13,3, Vật Lieu dig: ONG RP sccmsmnsanesrseassemmseosnseneesncornesonmnensssnss 14 Chuong TIM HIEU PHAN MEM MAKERBOT UNG DUNG TRONG TAO MAU NHANH Woisescsssscssessesessesecsesssseeseseesesscseeseenessens 15 2.1 Thé Explore cceesesseesesseesseseseesssesssecsseesesseseseeeseees 15 2.3 Thẻ PF€DAF LH HH ng ng tư 15 2.4 Store (Cita hang GIHIHỂ) scais2483101214ã4561380565613556015609838 15 2.5 Learn (Hướng dẫn thực hành video) l6 Chương ỨNG DỰNG TẠO MAU BANH RANG CON BANG PHƯƠNG PHÁP FDM ¿5+ +25S++2t£xtztexerterrrverrxrrvsree 17 3.1 Phương pháp tạo mẫu nhanh FDM (Fused Deposition lý 0111015221177 17 3.2 Ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh FDM để tạo hình bánh 0:0 18 KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ, . ccccccccrerrieereerree 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO ¿-5252 Sx2ctcxcvzxrxererrerrrre 22 làm chủ công nghệ tạo mẫu nhanh có ý nghĩa lớn thực tế Đề tài Mẫu sở lý thuyết cho các sở sản xuất có trang bị thiết bị tạo mẫu nhanh sở đào tạo INFORMATION Ngày 22 tháng năm 2016 Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) _~ Nguyễn Quốc Dũng General ON RESEARCH RESULTS information: Project title: Research on rapid prototyping technology and application of MarkerBot software to form bevel spiral gear model by fused deposition modeling (FDM) Code number: 120-2015/KHXD-TD Coordinator: | Nguyen Quoc Dung Duration: 12 months (from Jun 2015 to May 2016 Objective(s): Research on rapid prototyping technology and application of MarkerBot software to form bevel spiral gear model by fused deposition modeling (FDM) Creativeness and innovativeness: Application of new technology for rapid forming products Research results: - Overview of rapid prototyping technology - Researching MarkerBot software and application of FDM to form bevel spiral gear Products: - Overall Scientific Report - Tutoring students on scientific activities: 01 group - OI Scientific paper in the Journal of Science and Technology in Civil Engineering - 02 spiral gear models Effects, transfer alternatives of research results and applicability: RPT Mechanical may be used Engineering, in large Medicine, fields of application Education and such National as in: Defense, Marketing, Exhibitions, etc., the researching and mastering the rapid prototyping make great meanings in practice This project builds theoretical fundamentals for manufacturing bases equipped with rapid prototyping devices as well as for training units MO DAU Ly chon dé tai Ngày thị trường hàng hố cạnh tranh việc thay đổi mẫu mã ln địi hỏi phải rút ngắn q trình thiết kế chế tạo sản phẩm Có thé tạo sản phẩm nhanh băng cách: Gia công nhanh (gia công cao tốc) tạo mẫu nhanh kết hợp - Gia công cao tốc (High Speed Machining - HSM) ứng dụng phát triển vượt bậc máy công cụ đao cắt nhằm nâng cao chế độ cắt, qua làm giảm thời gian gia cơng - Cơng nghệ tạo mẫu nhanh (Rapid Prototyping Technology - RPT) bước phát triển CAD (Computer Aided Design), bao gồm hệ thống thiết bị tạo mẫu nhanh (thiết bị RPT) nối ghép với máy tính nhằm tạo vật thể Lịch sử tạo mẫu gồm ba thời kỳ: Thời kỳ tạo mẫu thủ công, thời kỳ tạo mẫu ảo thời kỳ tạo mẫu nhanh - Tạo mẫu thủ công Tạo mẫu tay đời cách vài kỷ Trong thời kỳ này, mẫu điển hình khơng có độ phức tạp cao chế tạo mẫu trung bình mat hàng tuần Phương pháp tạo mẫu tay phụ thuộc vào tay nghề người thợ, khối lượng công việc lớn nặng nhọc - Tạo mẫu ảo (tạo mẫu phầm mềm) Tạo mẫu ảo đời khoảng thập niên 70, cách ứng dụng phần mềm CAD/ CAM để mơ hình hóa máy tính chế tạo mẫu máy CNC Phương pháp tạo mẫu chế tạo mẫu có hình dạng phức tạp hơn, độ xác cao tốn thời gian so với tạo mẫu tay - Tạo mẫu nhanh CAD Còn gọi thiết bị RPT “máy in chiều” (3D printer) Tạo mẫu nhanh (Rapid Prototyping) phương pháp đắp lớp vật liệu tương ứng với mơ hình 3D CAD thơng qua máy in 3D Đề thực trò mẫu thiết kế sản xuất: - Thể ý tưởng Mẫu giúp người thiết kế thể ý tưởng sản phẩm thơng qua mơ hình thật cách quan sát trực quan hơn; giác STL (Stereo Lithography) Sau đó, sử dụng phần mềm chuyên dụng để chia mô hình thành lớp chuyền sang máy in 3D đề tiến hành trình tạo mẫu Tạo mẫu nhanh giúp giảm thời gian sản xuất, chế tạo thực đối tượng nghiên cứu dựa mơ hình 3D thiết kế Mẫu hình khối có hình dạng giống với sản phẩm thật Vai - Kiểm tra đánh giá chức sản phẩm Sau thiết kế sản phâm phẩm - Tạo Mẫu mới, người ta thường chế tạo thử để kiểm tra đánh giá chức sản phẩm, qua đưa phương án điều chỉnh để hồn thiện sản trước đưa vào sản xuất đại trà; khn nhanh Để tạo lịng khn người ta phải dùng mẫu thường chế tạo thủ công từ vật kiệu gỗ, đất sét, thạch cao, quy trình đó, liệu thiết kế xử lý chuyền dạng lưới tam tiết có hình dạng phức tạp af tạo hình cắt gọt với vật liệu kim loại phi kim Hạn chế phương pháp tạo mẫu tốn thời gian, khơng tạo hình tiết có hình dạng phức tạp Mẫu chế tạo RPT khắc phục hạn chế trên; - Tạo tiết có yêu cầu độ bền độ xác bề mặt khơng cao chân tay giả, đồ chơi, - Giới thiệu sản phẩm mới; - Tạo mơ hình phục vụ trình nghiên cứu học tập giáo dục, y tế, quốc phịng: Hình Các sản phẩm công nghệ tạo mâu nhanh 1.1.1 Các đặc điểm cơng nghệ tạo mẫu nhanh [1] Xây đựng mơ hình CAD Cơng nghệ ro mẫu nhanh tổng hợp lai theo so sau: Đầu vào (input) File STL Vật liệu Ww Cait8 Tetlát ( Material) File CLI Dữ liệu lớp 2D Phuong phap ( oe + r Ứng dụng Hình 1.1 Sơ đồ chung công nghệ tạo mẫu nhanh với số liệu 3D Nguồn thơng tin đầu vào mơ hình CAD thiết kế nhờ máy tính vật mẫu thực Phương pháp (Method) Hiện giới có 30 nhà chế tạo (vendors) hệ thống RP Điểm khác biệt công nghệ với cơng nghệ truyền thống là: Vật mẫu hình thành sở bổ sung dan vật liệu theo nguyên lý xêp lớp Vật liệu (Material) Tuỳ theo phương pháp tạo mẫu nhanh, vật liệu trạng thái: Rắn, lỏng hay bột Vật liệu trạng thái rắn hạt, sợi, phiến mỏng 1.1.2 Ngun trình RP lý chung bước cơng nghệ 1.1.2.1 Nguyên lý chung RP trình bổ sung dần vật liệu để tạo hình tiết gia cơng Các mơ hình tiết gia cơng tạo dựng máy tính, cắt lớp sau lớp xếp gắn kết, lớp lớp khác khơng gian thực Nói chung qua trình RP thực theo sơ đồ hình 1.2 [1] ve L CoS ; Bộ tạo đường dân Các tham số Dữ liệu đường dẫn Applications Đầu vào (input) Đầu vào cung cấp thông tin đầy đủ cần thiết cho việc mô tả vật mẫu Rapid Pp NC I - Cơ sở liệu _ ị Qúa trình gia cơng RP Hình 1.2 Nguyên lý chung trình tạo mẫu nhanh 1.1.2.2 Các bước cơng nghệ q trình tạo mẫu nhanh [3] Q trình tạo mẫu nhanh gồm 1) Mơ hình hóa CAD bước sau: 2) Xuất dạng STL 3) Cắt lát (Slicing) 4) Hợp (Merge) 5) Chế tạo 6) Xử lý sau chế tạo 1.1.3 Ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh [3] Tạo mẫu nhanh có nhiều ứng dụng lĩnh vực sản xuất, kiến trúc, y tế, quân sự, khảo cổ, giáo dục, 1.1.3.1 Ứng dụng sản xuất - Phát triển sản phẩm + Thiết kế: Tạo sản phẩm lạ + Kiểm tra chất lượng thiết kế Phương pháp tạo mẫu nhanh tạo sản phẩm có độ xác cao, giúp việc chế tạo thử kiểm tra dễ dàng tốn + Khả thê Từ việc thiết kế sản phẩm đến việc tối ưu hóa chúng thời gian dài khó khăn, lợi việc tạo mẫu nhanh giúp cho xác định - xem xét đề xuất phương án tối ưu cho sản phâm + Thử nghiệm lắp ráp - Đánh giá phát triển sản phâm II - Tạo khuôn nhanh 1.2 Các thiết bị vật liệu dùng tạo mẫu nhanh [3] 1.1.3.2 Truyền đạt thiết kế Tạo mẫu nhanh phương án truyền đạt ý tưởng thiết kế tuyệt vời nhà thiết kế Mô hình thật sản phẩm giúp nhóm thiết kế đánh giá mẫu mã phát sai sót tiềm ân dễ dàng với việc kiểm tra mô hình 3D 1.1.3.3 Tiếp thị sản phẩm Sản phẩm tạo mẫu nhanh hồn tồn có khả thể màu sắc tương quan lắp ghép Tính trực quan mơ hình vật lý sản phâm có sức thuyết phục nhiều vẽ thiết kế khách hàng 1.1.3.4 Kiếm tra chức làm việc sản phẩm Dựa vào mơ hình 3D khó để đảm bảo sản phâm sản xuất đáp ứng yêu cầu thao tác làm viêc, lắp ghép đặc biêt với tiết cam, trục lệch tâm hay khớp nối, cần điều khiẻn nhanh giúp kỹ sư nhà thiết kế xử lý vấn đề Tạo mẫu 1.1.3.5 Tạo công cụ gia công Tạo mẫu nhanh ứng dụng nhiều việc chế tạo tiết làm khn đúc silicon, composite, tạo hình chân không 1.1.3.6 Hỗ trợ đắc lực cho y học Trong lĩnh vực y học, công nghệ tạo mẫu nhanh dùng để chế tạo mơ hình y học, phận cấy ghép thay xương công cụ trợ giúp phẫu thuật Trong tạo mẫu nhanh, máy in 3D dùng để tạo mẫu sử dụng thiết bị phục vụ cho trình thiết kế ngược, máy đo tọa độ CMM hay máy quét laser (Laser Scan) Các vật liệu sử dụng RP phải có tính chất phù hợp nên hạn chế Một số vật liệu đưa vào RP nhựa, bột nhôm, gỗ, gốm 1.2.1 Các thiết bị dùng thiết kế ngược (Reserve Enginering) | Trên thị trường thông số kỹ thuật ứng hệ thống thiết bj 3D trọng đến thơng số có dụng khác Scanner phu kỹ thuật nhiều hợp máy, dòng thiết bị Scan 3D với Tuy nhiên, để chọn với nhu cầu thiết kế sản xuất cần gồm: Volume work (thể tích làm việc hệ thống), ảnh hưởng đến kích thước vật thê cần quét (Scan 3D) Resolution (độ phân giải), ảnh hưởng đến độ xác quét bề mặt tiết (các hoa văn nhỏ, biên dạng rãnh hẹp, sản phẩm có kích thước nhỏ, ) Kích thước nhỏ u cầu độ phân giải hệ thống phải cao Accuracy (cấp xác), ảnh hưởng đến dung sai phép đo, từ ảnh hưởng đến kết sai số gia công thực tế Flexibility (kha linh động), yếu tố quan trọng việc chọn lựa hệ thống phù hợp với nhu cầu đo kiểm thiết kế sản xuất Sơ đồ phát triển hệ thống thiết bị đo quét chiều (hình 1.10): cual 2N, aeratior 3“ Generation nD partability 1.1.3.7 Ứng dụng ngành khảo cổ học Trong ngành khảo cổ học, có vật cần phải tạo để trưng bày, mục đích để bảo tồn gốc Sử dụng công nghé Scan laser dựng để dựng vật thể máy tính, sau sử dụng phần mềm CAD/CAM thiết kế gia công tạo lại hình dáng sản phẩm cuối sử dụng màu sắc để làm cho vật thé có hình dạng giống với vật mẫu Phương pháp tạo mẫu nhanh ứng dụng việc phục chế vật khảo cổ bị khuyết ~@ cost Portability Hình 1.10 Sơ đồ phát triển máy quét chiéu 1.2.2 Máy in 3D Do có nhiều phương diện sản xuất nên hình thành nhiều loại hệ thống tạo mẫu nhanh thị trường, để phân loại cách bao quát hệ 13 xuât Ở kiêu phân loại thống tạo mẫu nhanh dựa sở vật liệu sản dang p phan ba loai: a nhanh có théthé dédé dàng tạo mẫu tấtẤt cảcả cáccá hệhệ thống - Dựa sở vật liệu dạng lỏng - Dụa sở vật liệu dạng khôi - Dựa sở vật liệu dạng bột - 1.2.3 Vật liệu dùng RP i at Tùy thuộc vào nét đặc trưng vật liệu ¬ , ihe lựa chọn vậ thức ng khối cócó thể thê ccó hình ¡thức liệu dạng khối, dạng lỏng hay dạng bột Ở dạng sô vật liệu dang duge su khác viên, dây hay phiên mỏng Một gôm, Trong polyme dung nhu polyme, nhya, nilon, giấy, sáp, kim loại, dùng nhiều Chuong TIM HIEU PHAN MEM MAKERBOT ỨNG DỤNG TRONG TAO MAU NHANH MakerBot Desktop ứng dụng miễn phí để chuẩn bị in 3D quản lý nội dung 3D từ mơ hình 3D có sẵn File in 3D đưa vào máy in 3D cáp USB, Ethernet, Wi-Fi thông qua thiết bị lưu trữ ô đĩa USB SD card MakerBot Desktop bao gồm Store, Learn phần: Explore, Library, Prepare, oy Salis Library Prepare Hình 2.1 Các tác vụ MakerBot - Store Explore: Tìm mơ hình 3D thư viện online MakerBot - Library: Thư viện - Prepare: Tạo lớp thông số in cho mô hình 3D trước đưa vào máy in 3D - Store: Cura hang online - Learn: Hướng dẫn thực hành video hướng dẫn 2.1 Thé Explore Cac Explore MakerBot Desktop cho phép truy cap trực tiếp đến hang nghìn tiết tạo lớp in trang website MakerBot Thingiverse 2.2 Library Thư viện MakerBot hệ thống điện toán đám mây cho phép quản lý thiết kế người dùng sưu tập in 3D Người dùng sử dụng đề thu thập, quản lý chia sẻ mơ hình người dùng 2.3 Thé Prepare Prepare phần MakerBot Desktop, tạo file cắt lớp từ mô hình 3D để chuyển vào máy in 3D phù hợp Có thể mở nhiều mơ hình xếp tắm đề ảo, thiết lập cài dat in, va gửi tập tin đến máy in MakerBot 3D 2.4 Store (Cửa hàng online) 14 15 Store cửa hàng online MakerBot Desktop Dn Ce oe he L san phat a thiết kế đặc trưng có thê tìm xem one online Tại xem thơng tin ona cac Thing có thê mua a | 2.5 Learn (Hướng dẫn thực hành băng video) ot Learn nơi chia sẻ video hướng SH sử dụng MakerB oe miễn p hãng người dùng khác chia sẻ Cae ies Hãy hồn tồn lưu người dùng tải máy tính cá nhân đê Chuong UNG DUNG TAO MAU BANH RANG CON BANG PHUONG PHAP FDM Banh côn xoăn (bánh côn cong) tiết khí phức tạp q trình thiết kế, gia cơng kiểm tra (Hình 1) Bánh côn xoắn thường gia công phương pháp phay với dao phay côn gia công máy CNC trục, nên tốn thời gian kinh khắc phục nhược điểm việc khảo sát bánh côn xoắn, phương pháp tạo mẫu nhanh để tạo mẫu bánh rang Kích thước bánh Hình 46 Mô đun pháp m đố Dạng Xoắn lăn hình phí Để sử dụng Hình 3.1 Bánh xoắn Q trình tạo hình bánh xoắn theo bước: Dựng mơ hình 3D bánh phần mềm Inventor; chia lớp phần mềm MakerBot; gia công bánh máy MakerBot replicator [10] Vật liệu sử dụng: Nhựa PLA; đơn vị phối hợp: Công ty Sotatec - HCM [11] 3.1 Phương pháp tạo mẫu nhanh FDM (Fused Deposition Modeling) 16 17 kéo dài nhựa nóng EDM q trình xây dựng sản phẩm cách đặc Vật liệu sử dụng có chảy hoá rắn lớ p tạo nên cấu trúc tiết động điêu khiển dạng sợi đặc mảnh, dẫn từ cuộn tớ ¡ đầu chuyên nung chảy nhiệt độ sau động servo Khi sợi tới đầu in đề (Hình 3.2) Chiều đẩy qua vịi phun rải lên mặt phăng cao lớp in từ 0,Ï đến mm Các thông sô gia công bánh côn xoắn may in 3D (Bang 3.1): Bảng 3.1 Các thông số gia công Vật liệu PLA Đường kínhsợi | Chiêudày | Tốc độ in | lớp(mm⁄s) | (mm/s) nhựa (mm) 0.4 0.25 90 Sợi vật liệu phụ trợ —x Sợi vật liêu —————> Đầu phun — Con lăn Bộ phận hóa lỏng Vịi phun oo ‘ Tâm trung gian ¿ Sử dụng phần mềm MakerBot để chia lớp bánh côn xoắn Mô trình gia cơng MakerBot (hinh 3.4): ' akeralUaet Abt 33,589 9.658) rn: Tang: Abgu: 3h 21 Mater Use: About 43.289 (2.454 Pict Tne: Ao.t Th 200 Sản phẩm ý ¬ Vật liệu phụ trợ Để nâng ~~ Soi vật liệu phụ trợ {9 Sram Teese cvs Soi vật liệu ~~ eet Thoi diém gia cơng: Lh Hình 3.2 Ngun lý làm việc phương pháp FDM tạo hình bánh 3.2 Ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh FDM để xoắn Inventor 2012 Mơ hình bánh xoắn dựng phần mềm aval es A006 48.285 on, | Pre Tom ant Ea eal ve: Aout 389 Pron ace: Abe Bh 20 (Hình 3.3): ue Thời điểm gia công: 1h 40 phút Thời điểm gia công: 2h17 phút Hình 3.4 Mơ q trình gia cơng MakerBot Hình 3.3 Mơ hình 3D bánh xoắn 18 19 - Gia công bánh côn máy MakerBot Replicator (Hình 3.5): x KET LUAN VA KIEN NGHI KET LUAN Dé tai da tong quan vé công nghệ tạo mẫu nhanh, yêu cầu thiết bị vật liệu, phương pháp tạo mẫu nhanh ưu việt tạo mẫu nhanh; - Tìm hiểu phần mềm MakerBot ứng dụng tạo mẫu nhanh làm sở cho việc triển khai ứng dụng thực tế; - Ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh FDM đẻ tạo hình bánh xoắn phù hợp với điều kiện chế tạo Việt Nam KIÊN NGHỊ Để cơng nghệ tạo mẫu nhanh áp dụng rỗng rãi thực tế cần có nghiên cứu bổ sung, kết hợp với việc khai thác phần mềm chuyên dụng hỗ trợ kèm với thiết bị sử dụng tạo mẫu nhanh Đề Hinh 3.5 Gia céng banh côn máy in MakerBot Replicator tài kiến nghị nhà trường đầu tư thiết bị tạo mẫu nhanh FDM trình đào tạo nghiên cứu - Sản phẩm thu sau gia cơng (Hình 3.6): Hình 3.6 Sản phẩm bánh xoắn gia công phương pháp FDM Thời gian gia cơng thực 2h36 phút Bánh có chất lượng bê mặt tính tốt, độ xác đạt yêu cầu kỹ thuật đôi với sản phâm dạng mẫu 20 21 phục vụ TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Ngọc Tuyên (2010), 7: Ống quan công nghệ tạo mẫu nhanh, Hà Nội Bùi Lê Gôn (2013), Ky thudt gia cơng khí, Hà Nội Nguyễn Quốc Dũng (2014), Nghiên cứu công nghệ tạo mau nhanh RPT, Hà Nội Manufacturing & prototyping Rapid (1992), F.Jacobs 4.Paul Fundamentals of StereoLithography, Society ofManufacturing Engineers, Dearborn, MI Peter D Hilton, Paul F Jacobs, (2000), Rapid tooling Technologies and Industrial Application, MARCEL DEKKER, INC Taylor & Francis Group (2008), Rapid prototyping and engineering applications Ts http://www.efunda.com/processes/rapid_prototyping/rt.cfm http://www.engineersedge.com/Rapid_Prototype.htm http://www.engineersedge.com/sla_rapid_proto.htm 10 https://www.makerbot.com/ 11 http://sotatec.com.vn/ 22
Ngày đăng: 20/12/2023, 18:20
Xem thêm: