Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật cơ khí: Nghiên cứu công nghệ tạo sợi nhựa gỗ tre cho máy in 3D

KӃt quҧ LuұQYăQÿm+oàn thiӋn nghiên cӭu tәng quan vӅ ngành công nghiӋp composite nhӵa ± gӛ, sӧi nhӵa gӛ WUHFNJQJQKѭFiFWKLӃt bӏ dùng trong công nghiӋp chӃ tҥo sӧi nhӵa gӛ tre; Tìm hiӇu vӅ c

NGUYӈN HOÀNG HIӊP

NGHIÊN CӬU CÔNG NGHӊ TҤO SӦI NHӴA GӚ TRE

CHO MÁY IN 3D

Chuyên ngành: KӺ THUҰ7&Ѫ.+Ë

Mã sӕ: 8520103

LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ

Cán bӝ chҩm nhұn xét 2 : TS Lê Thanh Long

LuұQYăQWKҥFVƭÿѭӧc bҧo vӋ tҥL7UѭӡQJĈҥi hӑF%iFK.KRDĈ+4*7S+&0 ngày 16 tháng 09 QăP2020

Thành phҫn HӝLÿӗQJÿiQKJLiOXұQYăQWKҥFVƭJӗm:

1 PGS TS TrҫQ'RmQ6ѫQ (Chӫ tӏch)

2 PGS TS NguyӉn NgӑF3KѭѫQJ (Phҧn biӋn 1)

3 TS Lê Thanh Long (Phҧn biӋn 2)

4 TS Phҥm Hӳu Lӝc (Uӹ viên)

5 TS Bành Quӕc Nguyên 7KѭNê

Xác nhұn cӫa Chӫ tӏch HӝLÿӗQJÿiQKJLi/9Yj7Uѭӣng Khoa quҧn lý chuyên ngành sau khi luұQYăQÿmÿѭӧc sӱa chӳa (nӃu có)

LӠI CҦ0Ѫ1

+DLQăPÿmWU{LTXDNӇ tӯ khi em bҳWÿҫu viӋc hӑc tұp VDXÿҥi hӑc cӫDPuQKĈk\

là mӝt khoҧng thӡi gian em cҧm thҩ\PuQKÿmWUѭӣQJWKjQKKѫQWUѭӟFÿk\Uҩt nhiӅu Ĉѭӧc hӑc tұp vӟi nhӳng Thҫ\&{ ÿҫu ngành luôn tұn tuӷ vӟi sӵ nghiӋp giҧng dҥy, ÿѭӧc gһp gӥ, chia sҿ vӟi nhӳQJQJѭӡLDQKQJѭӡi chӏ có kinh nghiӋm sӕng nhiӅXKѫQmình, lҥLÿѭӧc trҧi qua nhӳng cҧm giác hӗi hӝp khi kǤ thi cuӕi kǤ sҳp tӟi là nhӳng

kӹ niӋPÿҫy ҩp êQJKƭDFӫa em trong nhӳng tháng ngày hӑc tұSQѫLÿk\9jYLӋc thӵc hiӋn mӝt lҫn nӳa LuұQYăQWӕt nghiӋSÿӇ kӃt thúc quá trình hӑc tұp cao hӑc cӫa em, ÿӃQQKѭPӝt lӁ tҩt yӃXQKѭQKӳng cánh chim non sӁ bay khӓi tә NKLWUѭӣng thành Thông qua quá trình làm luұQYăQHPÿmÿѭӧc vұn dөng nhӳng kiӃn thӭc cӫa bҧn WKkQFNJQJQKѭKӑc tұp thêm nhӳng kӻ QăQJPӟLÿӇ giҧi quyӃt nhӳng vҩQÿӅ trong luұQYăQ.K{QJQKӳng thӃ, trong quá trình làm luұQYăQHPFNJQJFҧi thiӋQÿѭӧc nhӳng thiӃu sót trong kӻ QăQJFNJQJQKѭQKұn thӭFGѭӟi sӵ JL~Sÿӥ ÿҫ\WuQKWKѭѫQJ

yêu cӫa hai Thҫy ± 76/r.KiQKĈLӅn và GS TS NguyӉn Thanh Nam

Em xin chân thành bày tӓ lòng biӃWѫQ tӟi hai Thҫy ± 76/r.KiQKĈLӅn và GS

TS NguyӉn Thanh Nam, hai Thҫy ÿmGuXGҳt em nhӳQJJLDLÿRҥQNKyNKăQWұn tình

JL~SÿӥKѭӟng dүn, góp ý, giҧLÿiSQKӳQJYѭӟng mҳFFNJQJQKѭOX{Qÿӝng viên em trong suӕt quá trình làm luұQ YăQ Qj\ Nhӳng kiӃn thӭc, kinh nghiӋm quý báu và nhӳng chia sҿ cӫa hai Thҫy vӅ cuӝc sӕng chҳc chҳn sӁ soi rӑLFKRHPWURQJFRQÿѭӡng WѭѫQJODLSKtDWUѭӟF+ѫQWKӃ nӳa, bҧQWKkQHPFNJQJKӑFÿѭӧc rҩt nhiӅu tӯ phong cách làm viӋFFNJQJQKѭFiFKQJKƭFiFKSKkQchia công viӋc cӫa hai Thҫy rҩt nhiӅu

(PFNJQJ[LQFҧPѫQQKӳQJÿӗng nghiӋp công tác tҥi Phòng Thí nghi͏m Tr͕ng

ÿL͋m Qu͙FJLDĈL͉u khi͋n s͙ và KͿ thu̵t h͏ th͙ng ÿmJL~Sÿӥ em rҩt nhiӅu trong quá

trình công tác tҥLÿk\1Kӳng kinh nghiӋm sҿ FKLDFNJQJQKѭQKӳng kӹ niӋm khi còn làm viӋc tҥLÿk\FKҳc hҷn sӁ WKHRHPÿӃn cuӕi cuӝFÿӡi (PFNJQJ[LQJӱi lӡi FiPѫQ

tӟi SV NguyӉn Hoàng Quang Huy và SV Hoàng Hҧi Quang, vӅ sӵ JL~Sÿӥ cӫa

hai em WURQJTXiWUuQKF{QJWiFFNJQJQKѭYLӋc nghiên cӭu luұQYăQQj\(PFNJQJ[LQgӱi lӡLFiPѫQWӟi nhӳQJQJѭӡi anh ÿmÿӗng hành vӟi em trong quá trình hӑc tұp

&iPѫQPӑi ngѭӡLÿmÿӗng hành, hӛ trӧ em trong quá trình hӑc tұp Nhӳng kӹ niӋm trong quá trình hӑc sӁ là nhӳng ký ӭc vô giá vӟi em

Cuӕi cùng, Em kính chúc Quý Thҫy Cô luôn dӗi dào sӭc khӓHÿӇ hoàn thành tӕt

sӵ nghiӋp giҧng dҥy cӫa mình Em xin chân thành cҧPѫQ!

Tp HCM, ngày 30 tháng 09 QăP

NguyӉn Hoàng HiӋp

kӃ máy tҥo hình sӧi nhӵa gӛ tre và thӵc nghiӋm chӃ tҥo sӧi nhӵa gӛ tre nhҵm tìm hiӇu công nghӋ chӃ tҥo sӧi nhӵa gӛ tre và nâng cao chҩWOѭӧng sӧi nhӵa gӛ tre KӃt quҧ LuұQYăQÿm+oàn thiӋn nghiên cӭu tәng quan vӅ ngành công nghiӋp composite nhӵa ± gӛ, sӧi nhӵa gӛ WUHFNJQJQKѭFiFWKLӃt bӏ dùng trong công nghiӋp chӃ tҥo sӧi nhӵa gӛ tre; Tìm hiӇu vӅ các nghiên cӭu chӃ tҥo sӧi nhӵa gӛ tre tӯ nguӗQWURQJQѭӟc FNJQJQKѭQѭӟc ngoài; Trình Ej\FѫVӣ lý thuyӃt cӫa công nghӋ gia công sӧi nhӵa gӛ tre YjĈӅ xuҩt mӝt quy trình chӃ tҥo sӧi nhӵa gӛ tre tӯ polymer và phө phҭm tӯ tre; ThiӃt kӃ Pi\ÿQ trong hӋ thӕng thiӃt bӏ gia công sӧi nhӵa gӛ tre bҵQJSKѭѫQJSKiSthiӃt kӃ WKHR P{ ÿXQ và Thӵc nghiӋm tҥR ÿѭӧc sӧi nhӵa gӛ tre LuұQ 9ăQ Jӗm 5 phҫn: Tәng Quan vӅ Công NghӋ và ThiӃt Bӏ Tҥo Hình Sӧi Nhӵa Gӛ Tre Cho Máy In 3D; &ѫ6ӣ Lý ThuyӃt vӅ Công NghӋ và ThiӃt Bӏ Tҥo Hình Sӧi Nhӵa Gӛ Tre Cho Máy In 3D; Tính Toán, ThiӃt KӃ HӋ Thӕng ThiӃt Bӏ Phӕi Trӝn-Gia Công Tҥo Hình Sӧi Nhӵa Gӛ Tre Cho Máy In 3D; Nghiên Cӭu các Thông Sӕ ҦQK+ѭӣng tӟi Khҧ 1ăQJ7ҥo Hình Sӧi Nhӵa Gӛ Tre cho Máy In 3D và KӃt Luұn vj+ѭӟng Phát TriӇn

ĈӅ Tài

ABSTRACT

Nowadays, researches and applications of bamboo-plastic fibers in 3D printing technology in Vietnam is limited Researching in Vietnam focus on natural polymer applications (wood, rubber, coir ) but ignore a rich natural polymer source, popular

in our country is bamboo In addition, the quality of wood plastic fibers applied in 3D printing technology has not met the requirements of consumers Therefore, I choose this topic to research The manufacturing technology of bamboo-plastic-fibers for 3D printers; Designing bamboo-plastic-fibers manufacturing machine and fabrication of bamboo-plastic-fibers experimentally to learn about the technology of manufacturing bamboo-plastic-fibers and improve the quality of bamboo-plastic-fibers The Thesis¶ results are Complete the fundamental study on wood-plastic composite industry, bamboo-plastic-fiber as well as equipments and machines used in the bamboo-plastic-fiber manufacturing industry; Learn about the manufacturing technology of bamboo-plastic-fiber from domestic and foreign research sources; Introduce theoretical basis of bamboo bamboo-plastic-fiber manufacturing technology and Suggest a manufacturing process bamboo-plastic-fiber from polymer and bamboo by-products; Designing the extruder machine in bamboo plastic fiber manufacturing equipment system by modularity design method and Fabrication of bamboo-plastic-fibers experimentally The Thesis includes 5 Chapters: Chapter 1 - Overview Technology and Equipment For Manufacturing Bamboo-Plastic-Fiber using for 3D FDM printers; Chapter 2 - Theoretical Foundation of Technology and Equipment For Manufacturing Bamboo-Plastic-Fiber using for 3D FDM printers; Chapter 3 - Designing Equipment System Manufacturing Bamboo-Plastic-Fiber using for 3D FDM printers; Chapter 4 - Study of Influence Parameters to Bamboo-Plastic-Fiber Manufacturing Ability using for 3D FDM printers and Chapter 5 - Conclusion and Future Direction Researches

LӠ,&$0Ĉ2$1

Tôi xin cam ÿoan ÿây là công trình nghiên cӭu khoa hӑc ÿӝc lұp cӫa riêng tôi Các

sӕ liӋu sӱ dөng phân tích trong luұn YăQ có nguӗn gӕc rõ ràng, ÿã công bӕ theo ÿúng quy ÿӏnh Các kӃt quҧ nghiên cӭu trong luұQ YăQ GR W{L Wӵ tìm hiӇu, phân tích mӝt cách trung thӵc, khách quan và phù hӧp vӟi thӵc tiӉn cӫa ViӋt Nam Các kӃt quҧ này chѭa tӯng ÿѭӧc công bӕ trong bҩt kǤ nghiên cӭu nào khác

Hӑc viên cao hӑc

NguyӉn Hoàng HiӋp

MӨC LӨC NHIӊM VӨ LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ III LӠI CҦ0Ѫ1 IV TÓM TҲT LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ V ABSTRACT VI LӠ,&$0Ĉ2$1 VII MӨC LӨC VIII DANH MӨC HÌNH ҦNH XI DANH MӨC BҦNG BIӆU XV DANH MӨC TӮ VIӂT TҲT XVII

&+ѬѪ1* TӘNG QUAN Vӄ CÔNG NGHӊ VÀ THIӂT Bӎ TҤO HÌNH SӦI NHӴA

GӚ TRE CHO MÁY IN 3D 1

1.1 Giӟi thiӋu chung vӅ sӧi nhӵa gӛ tre cho máy in 3D: 1

1.1.1 Giͣi thi͏u v͉ Composite nh͹a g͟ (Wood Plastic Composite ± WPC): 1

1.1.2 Giͣi thi͏u v͉ sͫi nh͹a g͟: 2

1.1.3 Giͣi thi͏u v͉ sͫi nh͹a g͟ cho máy in 3D: 3

1.2 Giӟi thiӋu chung vӅ công nghӋ tҥo sӧi nhӵa gӛ tre cho máy in 3D: 6

1.3 Giӟi thiӋu chung vӅ các thiӃt bӏ dùng trong công nghӋ tҥo sӧi nhӵa gӛ tre cho máy in 3D: 7

1.3.1 0i\ÿQ 7

1.3.2 Máy tr͡n: 8

1.3.3 Máy s̭y: 9

1.4 Tình hình nghiên cӭu: 10

1.4.1 Nghiên cͱu và m͡t s͙ b̹ng sáng ch͇ Q˱ͣc ngoài có liên quan: 10

1.4.2 Nghiên cͱXWURQJQ˱ͣc 20

1.5 Tính cҩp thiӃt cӫDÿӅ tài 24

1.6 Mөc tiêu và nӝi dung cӫDÿӅ tài: 24

1.6.1 Mͭc tiêu cͯDÿ͉ tài: 24

1.6.2 Ĉ͙LW˱ͫng, n͡i dung và ph̩m vi nghiên cͱu: 25

1.7 3KѭѫQJSKiSWLӃp cұn: 25

1.7.1 3K˱˯QJSKiSSKkQWtFKWjLOL͏u: 25

1.7.2 3K˱˯QJSKiSQJKLrQFͱu th͹c nghi͏m và quy ho̩ch th͹c nghi͏Pÿ͋ xác ÿ͓nh các thông s͙ ̫QKK˱ͧQJÿ͇n kh̫ QăQJW̩o sͫi nh͹a g͟ tre cho máy in 3D: 25

1.7.3 3K˱˯QJSKiSSKkQWtFKN͇t qu̫: 26

1.7.4 3K˱˯QJSKiSSKkQWtFKWKL͇t k͇ WKHRP{ÿXQ 26

1.8 éQJKƭDNKRDKӑc và thӵc tiӉn: 29

1.8.1 éQJKƭDNKRDK͕c: 29

1.8.2 éQJKƭDWK͹c ti͍n: 29

&+ѬѪ1*&Ѫ6Ӣ LÝ THUYӂT Vӄ CÔNG NGHӊ VÀ THIӂT Bӎ TҤO HÌNH SӦI NHӴA GӚ TRE CHO MÁY IN 3D 30

2.1 &ѫVӣ lý thuyӃt cӫa công nghӋ phӕi trӝn nhӵa gӛ tre: 30

2.1.1 C̭u t̩o và tính ch̭t cͯa g͟ tre: 30

2.1.2 C̭u t̩o và tính ch̭t m͡t s͙ lo̩i polymer dùng trong WPC 32

2.1.3 Lý thuy͇t ph͙i tr͡n nh͹a và g͟ tre 33

2.2 &ѫVӣ lý thuyӃt cӫa công nghӋ gia công tҥo hình sӧi nhӵa gӛ tre in 3D 33

2.2.1 *LDLÿR̩n x͵ lý nguyên v̵t li͏XEDQÿ̯u: 33

2.2.2 *LDLÿR̩n x͵ lý b͉ m̿t polymer và sͫi nh͹a g͟ [31-48]: 34

2.2.3 *LDLÿR̩n ph͙i tr͡n và hoàn thi͏n s̫n pẖm: 47

2.3 &ѫVӣ lý thuyӃt tính toán thiӃt kӃ thiӃt bӏ tҥo hình sӧi nhӵa gӛ tre in 3D 47

2.3.1 &˯Vͧ lý thuy͇t tính toán quá trình x͵ lý b͉ m̿t nguyên li͏u b̹ng tia corana: 47

2.3.2 &˯Vͧ lý thuy͇t tính toán quá trình tr͡n v̵t li͏u [54]: 49

2.3.3 &˯Vͧ lý thuy͇t tính toán quá trình t̩o hình sͫi nh͹a g͟ tre b̹QJPi\ÿQ [59,60,61] 57

2.3.4 &˯Vͧ lý thuy͇WSK˱˯QJSKiSSKkQWtFKWKL͇t k͇ WKHRP{ÿXQ>@ 74 2.3.5 &˯Vͧ tính toán h͏ truy͉Qÿ͡ng cͯa các thi͇t b͓ t̩o hình sͫi nh͹a g͟ tre in 3D [62,63,64]: 94

&+ѬѪ1*TÍNH TOÁN, THIӂT Kӂ Hӊ THӔNG THIӂT Bӎ PHӔI TRӜN-GIA CÔNG TҤO HÌNH SӦI NHӴA GӚ TRE CHO MÁY IN 3D 99

3.1 Phân tích lӵa chӑn pKѭѫQJiQWKLӃt kӃ 99

3.1.1 Phân tích chͱFQăQJFKRPi\JLDF{QJW̩o hình sͫi nh͹a g͟ tre cho máy in 3D: 99

3.1.2 Ĉ˱DUDFiFSK˱˯QJiQ êW˱ͧng) thi͇t k͇ Pi\ÿQVͫi nh͹a g͟ tre 115

3.1.3 ĈiQKJLiO͹a ch͕QSK˱˯QJiQWKL͇t k͇ Pi\ÿQVͫi nh͹a g͟ tre 118

3.2 ThiӃt kӃ hӋ thӕng cho máy gia công tҥo hình sӧi nhӵa gӛ tre cho máy in 3D 124 3.2.1 Thi͇t l̵SO˱ͫFÿ͛ c̭XWU~FFKRPi\ÿQVͫi nh͹a g͟ tre 124

3.2.2 Thi͇t l̵SV˯ÿ͛ ÿ͡QJFKRPi\ÿQVͫi nh͹a g͟ tre cho máy in 3D: 125

3.3 3KkQWtFKP{ÿXQFKRPi\JLDF{QJWҥo hình sӧi nhӵa gӛ tre cho máy in 3D 125 3.3.1 Mô t̫ h͏ th͙ng 125

3.3.2 3KkQWtFKP{ÿXQK͏ th͙ng 127

3.3.3 K͇t lu̵n 138

3.4 Tính toán thiӃt kӃ cho máy gia công tҥo hình sӧi nhӵa gӛ tre cho máy in 3D 140 3.4.1 ;iFÿ͓nh nguyên lý ho̩Wÿ͡ng và tính toán ch͇ ÿ͡ làm vi͏c: 140

3.4.4 7tQKWRiQP{ÿXQF̭p li͏u: 164

3.4.5 7tQKWRiQP{ÿXQÿL͉u khi͋n: 169

3.5 ĈiQKJLiWKLӃt kӃ và kӃt luұn 181

3.5.1 Mô hình 3D cͯa máy: 181

3.5.2 Mô ph͗QJÿiQKJLiWKL͇t k͇: 183

&+ѬѪ1*7+ӴC NGHIӊM CHӂ TҤO SӦI NHӴA GӚ TRE CHO MÁY IN 3D 185

4.1 Thӵc nghiӋm chӃ tҥo sӧi nhӵa gӛ bӝt tre cho máy in 3D: 185

4.1.1 Sͫi nh͹a g͟ tre sau quá trình gia công: 185

4.1.2 Quy trình gia công sͫi nh͹a g͟ tre: 186

4.2 TӕLѭXKyDFiFWK{QJVӕ ҧQKKѭӣQJÿӃn khҧ QăQJWҥo sӧi nhӵa gӛ bӝt tre: 186

4.2.1 Lý thuy͇t v͉ quy ho̩ch th͹c nghi͏m và t͙L˱XKyD 186

4.2.2 Th͹c nghi͏m phân tích ̫QKK˱ͧng các thông s͙ công ngh͏ ̫QKK˱ͧng tͣi kh̫ QăQJW̩o sͫi nh͹a g͟ b͡t tre: 188

&+ѬѪ1* KӂT LUҰ19¬+ѬӞNG PHÁT TRIӆ1Ĉӄ TÀI 191

5.1 KӃt quҧ ÿҥWÿѭӧc cӫa luұQYăQ 191

5.2 Các công bӕ OLrQTXDQÿӃQÿӅ tài 191

5.3 Hҥn chӃ cӫa luұQYăQ 192

5.4 +ѭӟng phát triӇn cӫDÿӅ tài 192

DANH MӨC CÔNG TRÌNH KHOA HӐC 193

TÀI LIӊU THAM KHҦO 215

LÝ LӎCH TRÍCH NGANG 224

DANH MӨC HÌNH ҦNH

Hình 1.1 Các sҧn phҭm WPC hiӋn có trên thӏ WUѭӡng [4] 2

Hình 1.2 Mүu thí nghiӋm sӧi gӛ nhӵa nӅn epoxy [5] 3

Hình 1.3 Ҧnh SEM cӫa a) mһt cҳt sӧi nhӵa gӛ; b: mһt cҳt mүu thí nghiӋm [9] 4

Hình 1.4 Các mүu sҧn phҭm trong nghiên cӭu [11] 4

Hình 1.5 Quá trình chӃ tҥo sӧi nhӵa gӛ tre cho máy in 3D [12] 5

+uQK&iFEѭӟc cӫa quá trình tҥo sӧi nhӵa gӛ tre 6

+uQK6ѫÿӗ FiFPi\FѫEҧn cӫa quá trình sҧn xuҩt sӧi nhӵa polymer [13] 7

Hình 1.8 Cҩu tҥRFѫEҧn cӫa mӝWPi\ÿQPӝt trөc vít [14] 8

Hình 1.9 Cҩu tҥo mӝt máy trӝn [15] 9

Hình 1.10 Cҩu tҥo tӫ sҩy công nghiӋp [16] 10

Hình 1.11 ҦQKKѭӣng cӫa tӍ lӋ bӝt tre qua xӱ lý tӟi tính chҩt vұt lý cӫa sӧi nhӵa gӛ tre [17] 11

Hình 1.12 ҦQKKѭӣng cӫa tӍ lӋ chҩWWѭѫQJKӧp MPPP tӟi tính chҩt vұt lý cӫa sӧi nhӵa gӛ tre [17] 12

Hình 1.13 Sӧi nhӵa gӛ tre thành phҭm và các mүu thí nghiӋPÿѭӧc chӃ tҥo bҵQJSKѭѫQJ pháp FDM [17] 13

Hình 1.14 Hình ҧnh sӧi gӛ thӵc nghiӋm [18] 14

+uQKĈӝ bӅn kéo cӫa các mүu thí nghiӋm [18] 14

Hình 1.16 Ҧnh SEM bӅ mһt cӫa các sӧi nhӵa gӛ tre thí nghiӋm [18] 15

Hình 1.17 ҦQKKѭӣng cӫDÿӝ dày lӟSJLDF{QJOrQÿӝ nhám bӅ mһt cӫa các mүu thӱ theo FiFKѭӟng in khác nhau [19] 16

Hình 1.18 Quá trình tҥo mүu thí nghiӋm[20] 17

+uQKĈӝ GmQGjLWѭѫQJÿӕi theo các vұt liӋu khác nhau [20] 18

Hình 1.20 KӃt cҩXPi\ÿQKDLWUөc vít cӫa sáng chӃ[22] 20

Hình 1.21 Quy trình tҥo composite gӛ - nhӵa [23] 21

Hình 1.22 Các giai ÿRҥn cӫa quá trình phát triӇn sҧn phҭPWKHRP{ÿXQ>@ 27

Hình 2.1 Quá trình chӃ tҥo bӝt gӛ tre tӯ tre và phө phҭm cӫa chúng [30] 34

Hình 2.2 Quy trình xӱ lý tác nhân kích thích hình thành liên kӃt mӝWEѭӟc [31] 35

Hình 2.3 Quy trình xӱ lý tác nhân kích thích hình thành liên kӃWKDLEѭӟc [31] 36

Hình 2.4 Quy trình xӱ lý tác nhân kích thích hình thành liên kӃWEDEѭӟc [31] 36

Hình 2.5 Mӝt sӕ SKѭѫQJSKiS[ӱ lý bӅ mһt dùng tác nhân hóa hӑc [32] 37

Hình 2.6 Quá trình xӱ lý kiӅm vӟi gӛ [33] 38

+uQK6ѫÿӗ este hóa gӕc OH cӫa cellulose bҵng chҩt xúc tác acid hӳXFѫ>@ 41

+uQK7ѭѫQJWiFJLӳa gӛ và phthalic anhydride [33] 41

+uQK3KѭѫQJSKiSVӱ dөQJKѫLiSVXҩt cao [36] 42 Hình 2.10 ҦQKKѭӣng cӫa sӕ lҫn chiӃu tia UV lên Tính chҩt vұt lý cӫDFRPSRVLWHÿD\± PE

Hình 2.12 ҦQKKѭӣng cӫa quá trình xӱ lý bӅ mһt bҵng tia plasma lên tính chҩWFѫKӑc cӫa

composite [45] 45

Hình 2.13 ҦQKKѭӣng cӫDSKѭѫQJSKiS[ӱ lý bӅ mһt bҵng plasma khí lên bӅ mһt sӧi tӵ nhiên; (a) tӵ QKLrQE VDX¶F VDX¶G VDX¶>@ 46

Hình 2.14 HiӋu ӭng corona [51] 48

Hình 2.15 Máy trӝn thùng quay [55] 53

Hình 2.16 Máy trӝn cánh [56] 53

Hình 2.17 Máy trӝn kiӇu trөc vít [57] 54

Hình 2.18 Tính công suҩt máy trӝn vít tҧi[54] 57

Hình 2.19 Dòng chҧ\WURQJYQJÿRFӫa vұt liӋu [59] 60

Hình 2.20 Thông sӕ hình hӑFYtWÿQ>@ 61

Hình 2.21 Các lӵFWURQJTXiWUuQKÿQ>@ 63

Hình 2.22 Trҥng thái ӭng suҩt xoҳn cӫa trөc vít [59] 65

Hình 2.23 Lӵc cҳt trong quá trình làm viӋc [59] 66

Hình 2.24 Các vùng làm viӋFFѫEҧn cӫDYtWÿQ>@ 67

+uQK9tWÿQFyWKrPPӝWÿѭӡng trөc vít phө ӣ vùng cҩp liӋu [59] 68

+uQK9tWÿQFy EѭӟFYtWWKD\ÿәi [59] 68

+uQK9tWÿQFyÿѭӡng kính trөFWKD\ÿәi [59] 68

Hình 2.28 Trөc vít có nhiӅXÿѭӡng vít [59] 69

Hình 2.29 Trөc vít Maillefer [59] 69

Hình 2.30 Vұn tӕc dòng nhӵa nóng chҧy say khi ra khӓLNKX{QÿQ>@ 70

Hình 2.31 Trөc vít trҧi phҷng [61] 71

+uQK6ѫÿӗ trөFYtWGQJWURQJWtQKWRiQOѭXOѭӧng cӫa các dòng [61] 71

+uQKĈѭӡQJFRQJÿQNKLOjPYLӋc [61] 73

+uQKĈӗ thӏ [iFÿӏQKÿLӇm làm viӋc cӫDPi\ÿQ>@ 74

+uQKĈLӇm làm viӋFNKLWKD\ÿәi các thông sӕ máy [61] 74

Hình 2.36 Phân loҥLP{ÿXQWKHRFKӭFQăQJ>@ 75

+uQK9zQJÿӡi cӫa sҧn phҭm thiӃt kӃ WKHRP{ÿXQ>@ 76

+uQK6ѫÿӗ chӭFQăQJ± cҩu trúc [27] 78

+uQK6ѫÿӗ dòng chҧy chӭFQăQJFKXQJ>@ 79

+uQK6ѫÿӗ phân tích chӭFQăQJFRQ>@ 79

+uQK6ѫÿӗ dòng chҧy chӭFQăQJFѫEҧn [26] 80

Hình 2.42 Cҩu trúc thӭ bұc cӫa mô hình khai triӇQÿһc tính hӋ kӻ thuұt [26] 81

Hình 2.43 Dҥng chung cӫa chӍ sӕ WѭѫQJÿӗng [26] 82

Hình 2.44 Ma trұQWѭѫQJÿӗng [26] 83

Hình 2.45 Gán trӑng sӕ nhӏ phân cho cӝt [26] 84

+uQK7tQKÿҷng trӏ thұp phân cho hàng [26] 84

Hình 2.47 Sҳp xӃSÿҷng trӏ thұp phân giҧm dҫn [26] 84

Hình 2.48 Trӑng sӕ nhӏ phân cho cӝt [26] 85

+uQK7tQKĈҷng trӏ thұp phân cho cӝt và sҳp xӃp giҧm dҫn [26] 85

Hình 2.50 Hình thành 2 nhóm chi tiӃt (module) riêng biӋt [26] 85

Hình 2.51 Ma trұn ví dө sӱ dөng thuұt toán BEA [26] 86

Hình 2.52 Tính toán giá trӏ ME Value [26] 87

Hình 2.53 KӃt quҧ QKyPÿӕLWѭӧng cӫa thuұWWRiQ³QăQJOѭӧng liên kӃW´>@ 87

Hình 2.54 ma trұn 7 x 8 vӟi 7 cөm chi tiӃt và 8 loҥi chi tiӃt phân bӕ trên các cөm [26] 88

+uQK%ѭӟc 1, 2 cӫa ví dө Thuұt toán nhұn dҥng cөm [26] 88

+uQK%ѭӟc 3 cӫa ví dө Thuұt toán nhұn dҥng cөm [26] 88

+uQK%ѭӟc 4 cӫa ví dө Thuұt toán nhұn dҥng cөm [26] 89

+uQK%ѭӟc 5 cӫa ví dө Thuұt toán nhұn dҥng cөm [26] 89

Hình 2.59 Ma trұn chéo sau khi thӵc hiӋn thuұt toán nhұn diӋn cөm [26] 90

+uQK%ѭӟc 1 cӫa ví dө Thuұt toán nhұn dҥng cөm dӵa trên hӋ sӕ WѭѫQJÿӗng [26] 91

+uQK%ѭӟc 3 cӫa ví dө Thuұt toán nhұn dҥng cөm dӵa trên hӋ sӕ WѭѫQJÿӗng [26] 91

+uQK%ѭӟc 4 cӫa ví dө Thuұt toán nhұn dҥng cөm dӵa trên hӋ sӕ WѭѫQJÿӗng [26] 92

Hình 2.63 Ma trұn sӱ dөng cho mô hình P-Median [26] 93

Hình 2.64 ChӍ sӕ WѭѫQJÿӗng cho mô hình P-Median [26] 93

Hình 3.1 Hӝp chӭFQăQJGѭӟi dҥQJVѫÿӗ khӕi 113

Hình 3.2 Phân tích chӭFQăQJFRQGѭӟi dҥQJVѫÿӗ khӕi 114

Hình 3.3 Sҳp xӃp các chӭFQăQJFRQ 114

+uQK0i\ÿQ6-6=-45 [66] 115

+uQK0i\ÿQWUөc vít Liên Thuұn SJ-30/25 [67] 115

+uQK0i\ÿQWUөc vít [68] 115

+uQK/ѭӧFÿӗ cҩu trúc chӭFQăQJFӫa máy 124

+uQK6ѫÿӗ ÿӝng cӫa máy 125

+uQK6ѫÿӗ quan hӋ chӭFQăQJ± cҩu trúc cӫa máy 126

+uQK6ѫÿӗ bӕ trí hình hӑc thô và các thành phҫQFѫEҧn trong hӋ thӕng 128

+uQK6ѫÿӗ dòng chҧy chӭFQăQJFKXQJ 128

+uQK6ѫÿӗ dòng chҧy chӭFQăQJ 129

+uQK6ѫÿӗ bӕ WUtFiFP{ÿXQFӫa máy 138

Hình 3.14 Thông sӕ hình hӑFYtWÿQ>@ 141

Hình 3.15 Các thông sӕ tiêu chuҭn cӫa trөFYtWÿQ>@ 141

Hình 3.16 Hình ҧnh trҧi phҷng cӫa mӝWEѭӟc vít [69] 142

Hình 3.17 Trөc vít trҧi phҷng [61] 143

+uQKĈӝQJFѫ1,66(,*/%-18-10-100 [70] 147

+uQK%iQKUăQJWUө UăQJ thҷng KOHARA SUS1-42J-20 [71] 149

Hình 3.20 Khӟp nӕi Oldham mã MCOWK38-18-20 [72] 151

Hình 3.21 Hình dҥng cӫa ә OăQÿNJDNLP1.,TN [73] 152

Hình 3.22 Hình dáng ә OăQW\ÿӝng SKF 1203 ETN 9 [73] 153

Hình 3.23 Lӵa chӑn trөFYtWÿ{LVRQJVRQJ>@ 154

Hình 3.24 Thông sӕ hình hӑc trөFYtWÿQ>@ 154

+uQK0{KuQKÿҫXÿQQKӵa [75] 157

Hình 3.29 Thông sӕ cӫa tҩm gia nhiӋt Mica MBHD 150 [78] 158

Hình 3.30 Thông sӕ kӻ thuұWÿӝQJFѫVHUYR$&SKD50-K20030H [79] 160

+uQK.tFKWKѭӟc hình hӑFÿӝQJFѫ50-K20030H [79] 161

Hình 3.32 Bӝ kiӇPWUDNtFKWKѭӟc sӧi nhӵa gӛ [80] 161

Hình 3.33 Bӝ kiӇPWUDNtFKWKѭӟc sӧi nhӵa gӛ và kӃt quҧ ÿӑFÿѭӧc ӣ máy tính [80] 162

Hình 3.34 Thông sӕ và hình ҧnh thӵc tӃ FRQOăQGүn rãnh U [81] 162

Hình 3.35 Thông sӕ hình hӑc và ҧnh thӵc tӃ FRQOăQ52(58+6-40-10-30-T5 [81] 163

Hình 3.36 Thông sӕ NtFKWKѭӟFFRQOăQYӋ sinh [82] 163

+uQK&RQOăQWӵ ÿәi chiӅu [83] 164

Hình 3.38 Biên dҥng cánh trӝQVѫEӝ [84] 165

Hình 3.39 Thông sӕ ÿӝQJFѫOӵa chӑn cho bӝ phұn trӝQVѫEӝ[85] 166

Hình 3.40 Khӟp nӕi Oldham mã MCOWK38-18-20 [72] 167

Hình 3.41 Hình dáng ә OăQW\ÿӝng SKF 1203 ETN 9 [73] 168

Hình 3.42 Cҩu trúc chung cӫa 1 PLC [86] 170

Hình 3.43 PLC Mitsubishi FX2N-4AD [87] 170

+uQK.tFKWKѭӟc hình hӑFYjVѫÿӗ chân PLC Mitsubishi FX2N-4AD [88] 171

Hình 3.45 Thông sӕ kӻ thuұt cӫa PLC Mitsubishi FX2N-4AD [88] 171

+uQK6ѫÿӗ ÿҩu dây PLC 174

+uQK&KѭѫQJWUuQKÿLӅu khiӇn PLC 179

Hình 3.48 Bҧng nút bҩm cӫa mҥch PLC 180

Hình 3.49 Mô hình cөPÿQ 181

Hình 3.50 Mô hình cөm cuӕn sӧi 182

Hình 3.51 Mô hình tәng thӇ Pi\ÿQ 182

+uQK0{KuQKEjQÿӥ P{ÿXQFXӕn sӧi 183

HuQK0{KuQKEjQÿӥ ÿѭӧFFKLDOѭӟi trong ANSYS 183

Hình 3.54 KӃt quҧ phân tích ӭng suҩt 184

Hình 3.55 KӃt quҧ phân tích chuyӇn vӏ 184

Hình 4.1 Sӧi nhӵa gӛ tre thӵc nghiӋm 185

Hình 4.2 Quy trình gia công sӧi nhӵa gӛ tre in 3D dùng trong luұQYăQ 186

DANH MӨC BҦNG BIӆU

Bҧng 1.1 Tính chҩt nhiӋt cӫa sӧi nhӵa gӛ tre vӟi các tӍ lӋ khác nhau cӫa bӝt tre[17] 12

Bҧng 1.2 KӃt quҧ thí nghiӋm[20] 17

Bҧng 1.3 Tính chҩt vұt lý cӫa composite gӛ nhӵa vӟi các tӍ lӋ khác nhau[23] 22

Bҧng 1.4 KӃt quҧ thí nghiӋm vӟi mүu thӱ kéo [24] 23

Bҧng 1.5 KӃt quҧ thí nghiӋm vӟi mүu thӱ uӕn [24] 23

Bҧng 2.1 Tính chҩt hóa hӑc cӫa mӝt sӕ loài tre [29] 30

Bҧng 2.2 Tính chҩt vұt lý cӫa mӝt sӕ loài tre [29] 31

Bҧng 2.3 Tính chҩWFѫKӑc cӫa mӝt sӕ loài tre [29] 32

Bҧng 2.4 Ma trұn lӵa chӑQFiFSKѭѫQJiQFKRWKLӃt bӏ trӝQWURQJÿӅ tài 55

Bҧng 2.5 Ví dө vӅ WiFÿӝng cӫa SLS lên GFR [26] 82

Bҧng 2.6 HӋ sӕ WѭѫQJÿӗng cho các loҥi liên kӃt [26] 90

Bҧng 2.7 Các thông sӕ FѫEҧn cӫa bӝ truyӅQÿDLUăQJ>@ 94

Bҧng 2.8 Các thông sӕ EiQKÿDLUăQJ>@ 96

Bҧng 3.1 Bҧng thiӃt kӃ các câu hӓi 101

Bҧng 3.2 Bҧng rút gӑn thông tin 104

Bҧng 3.3 Bҧng hӋ sӕ tҫm quan trӑng cӫa khách hàng 107

Bҧng 3.4 BҧQJÿiQKJLiPӭFÿӝ cҥnh tranh yêu cҫu khách hàng 108

Bҧng 3.5 Ngôi nhà chҩWOѭӧng 111

Bҧng 3.6 Bҧng triӇQNKDLêWѭӣng cho tӯng chӭFQăQJ 115

Bҧng 3.7 Các tiêu chuҭQÿiQKJLi 118

BҧQJĈiQKJLiVѫEӝ FiFêWѭӣng 119

Bҧng 3.9 Ma trұn quyӃWÿӏnh lӵa chӑn 120

Bҧng 3.10 Ma trұQWtQKÿLӇm và lӵa chӑQêWѭӣng thiӃt kӃ Pi\ÿQVӧi nhӵa gӛ tre 122

Bҧng 3.11 Mӕi liên hӋ giӳa các bӝ phұn 131

Bҧng 3.12 Bҧng thӇ hiӋQWiFÿӝng cӫa các mӕi liên hӋ SLS ± GFR [26] 133

Bҧng 3.13 Ma trұQWѭѫQJÿӗng vӅ cҩu trúc 134

Bҧng 3.14 Ma trұQWѭѫQJÿӗng vӅ chӭFQăQJ 134

Bҧng 3.15 Ma trұQWѭѫQJÿӗng tәng hӧp 135

BҧQJ0{ÿXQYӅ cҩu trúc 135

BҧQJ0{ÿXQYӅ chӭFQăQJ 136

BҧQJ0{ÿXQWәng hӧp 136

Bҧng 3.19 Bҧng thӕng kê các chi tiӃWWURQJPi\ÿQVӧi nhӵa gӛ tre 138

Bҧng 3.20 Các thông tin giá trӏ ÿҫu vào 140

Bҧng 3.21 HiӋu suҩt các thành phҫn cӫa bӝ truyӅQÿӝng 140

Bҧng 3.22 Thông sӕ lӵa chӑQYtWÿQ 142

BҧQJ%iQKUăQJWUө UăQJWKҷng KOHARA SUS1-42J-20 [71] 149

Bҧng 3.27 Thông sӕ cӫa trөc vít tính toán 153

Bҧng 3.28 Thông sӕ ÿҫu vào cӫDP{ÿXQFXӕn sӧi 159

Bҧng 3.29 Thông sӕ kӻ thuұt Khӟp nӕi Oldham mã MCOWK38-18-20 [72] 167

Bҧng 3.30 Thông sӕ ә OăQW\ÿӝng SKF 1203 ETN 9 [73] 168

Bҧng 3.31 Các thiӃt bӏ ÿҫu vào 172

Bҧng 3.32 Các thiӃt bӏ ÿҫu ra 173

Bҧng 4.1 Bҧng giá trӏ quy hoҥch ߙ ൎ ͳǤ͸ͺʹ 189

Bҧng 4.2 Ma trұn quy hoҥch dҥng tӵ nhiên 190

&+ѬѪ1* TӘNG QUAN Vӄ CÔNG NGHӊ VÀ THIӂT Bӎ

TҤO HÌNH SӦI NHӴA GӚ TRE CHO MÁY IN 3D 1.1 Giӟi thiӋu chung vӅ sӧi nhӵa gӛ tre cho máy in 3D:

HiӋn nay, sӵ ҩm lên toàn cҫu ngày cҧng thӇ hiӋn rõ rӋt nên các nhà khoa hӑFÿmtiӃn hành nghiên cӭu nhiӅu loҥi vұt liӋu xanh, thân thiӋn vӟL P{L WUѭӡng Các composite có nguӗn gӕc tӵ QKLrQQJj\FjQJÿѭӧc nghiên cӭu nhiӅXKѫQNK{QJFKӍ vì chúng hҥn chӃ ô nhiӉPP{LWUѭӡng mà còn chӕng sӵ cҥn kiӋt tài nguyên thiên nhiên

do khai thác quá mӭc [1]

Vұt liӋu composite là vұt liӋu nhân tҥRÿѭӧc tҥo thành tӯ hai hay nhiӅu loҥi vұt liӋu

có tính chҩt khác nhau Vұt liӋu composite có nhӳng tính chҩt tәng hӧp cӫa các loҥi vұt liӋu cҩXWKjQKQrQQyQrQFK~QJÿѭӧFѭXWLrQQJKLrQFӭu rҩt nhiӅu trong tình hình hiӋn nay Ngoài ra thuӝc tính cӫa vұt liӋu composite còn phө thuӝc rҩt nhiӅu ӣ cҩu trúc hình hӑFWtQKNK{QJÿӗng nhҩWQKѭNKXQJFyJkQUӛng, hình tә ong Bê tông cӕt thép là mӝt thí dө ÿLӇn hình cӫa composite bao gӗQÿi[DQKKӗ vӳDYjOѭӟi WKpSÿѭӧFÿDQWKHRWtQKFKҩt chӏu kéo cӫa thép kӃt hӧp tính chӏu nén cӫa bê tông

1.1.1 Giͣi thi͏u v͉ Composite nh͹a g͟ (Wood Plastic Composite ± WPC):

Composite nhӵa gӛ là mӝt loҥi nguyên liӋu composite mӟi, bao gӗm bӝt gӛ và hҥt nhӵa cҩu thành, ngoài ra còn có thӇ có các chҩt phө gia hoһc các chҩWWѭѫQJKӧp WPC có nhiӅXWtQKQăQJѭXYLӋWKѫQJӛ khӕi, mӝt trong nhӳQJWtQKQăQJÿyOjNKҧ QăQJNKiQJăQPzQWKӕi rӳa, và mӕi mӑt mһc dù chúng hҩp thө Qѭӟc vào các sӧi gӛ bên trong [2] ViӋc xӱ lý kiӅm cho bӝt gӛ hoһc dùng nhӵDOj3/$FNJQJJL~SWăQJNKҧ QăQJFKӕQJQѭӟc cӫa WPC, tuy nhiêQÿLӅu này lҥi làm giҧPFѫWtQKFӫa nó

:3&WKѭӡQJÿѭӧc xem là mӝt loҥi vұt liӋu bӅn vӳQJYuQyWKѭӡQJÿѭӧc chӃ tҥo tӯ các phҫn nhӵa phӃ thҧi, các phө phҭm cӫa ngành công nghiӋp gӛ

WPC có thӇ ÿѭӧFJLDF{QJQKѭFiFORҥi gӛ tҩPWK{QJWKѭӡng, hoһc có thӇ ÿѭӧc nóng chҧy rӗLGQJFiFPi\pSÿӇ tҥo tҩm hoһFGQJFiFPi\pSSKXQÿӇ tҥo nên sҧn phҭm Mһc dù có nhiӅXѭXÿLӇPQKѭQJKҥn chӃ cӫD:3&OjFѫWtQKNK{QJFDRQKѭ

gӛ tӵ nhiên nӃu là sҧn phҭPÿһc

HiӋn nay, các sҧn phҭm cӫD:3&WKѭӡQJÿѭӧc dùng trong ngành công nghiӋp dân dөQJ QѫL NK{QJ \rX Fҫu cao lҳm vӅ Fѫ WtQK QKѭ EjQ JKӃ, các tҩm lót ngoài trӡi, khung cӱa sәÿӗ FKѫL«

Trong nghiên cӭu [1], các tác giҧ ÿmWUuQKEj\FiFNKiLQLӋPFăQEҧn vӅ quá trình chӃ tҥo WPC, sӵ ҧQKKѭӣng cӫa các thông sӕ công nghӋ lên chҩWOѭӧng cӫa WPC,

FiFѭXÿLӇPFNJQJQKѭQKѭӧFÿLӇm cӫa WPC so vӟi gӛ tӵ QKLrQFNJQJQKѭVRYӟi các vұt liӋu composite khác Ngoài ra, nghiên cӭX FNJQJ ÿѭD UD Kѭӟng khҳc phөc cho nhiӅu khuyӃt tұt có trên WPC

Trong nghiên cӭu [3], các tác giҧ ÿmWUuQKEj\ tóm gӑn lӏch sӱ cӫa WPC, các tiӅm QăQJFKRWѭѫQJlai vӟi các nghiên cӭu gҫQÿk\YӅ :3&Ĉһc biӋt, nghiên cӭu này FzQÿѭDUDFiFKѭӟng nghiên cӭu, các mâu thuүn còn tӗn tҥi trong quá trình chӃ tҥo WPC

Hình 1.1 Các s̫n pẖm WPC hi͏n có trên th͓ WU˱ͥng [4]

1.1.2 Giͣi thi͏u v͉ sͫi nh͹a g͟:

Sӧi nhӵa gӛ (Wood Fibre) là mӝt trong nhӳQJKѭӟng nghiên cӭu gҫQÿk\Fӫa công nghiӋp composite xanh ViӋc sӱ dөng nhӳng phӃ phҭm cӫa công nghiӋp gӛ ÿmOjPFѫWtQKFӫa WPC giҧPÿLVRYӟi gӛ tӵ nhiên Tuy nhiên, vӟi sӧi nhӵa gӛ thì ta không dùng nhӳng phӃ phҭPÿyPjGQJFiFVӧi gӛ FyNtFKWKѭӟc lӟn, xӱ lý kiӅm chúng, VDXÿyVӱ dөng các sӧi gӛ Qj\QKѭYұt liӋXWăQJFѭӡng cӫa composite Sӧi nhӵa gӛ không nhӳng bҧRWRjQÿѭӧc nhӳng ѭXÿLӇm cӫD:3&PjFzQFyFѫWtQKFDRQrQhiӋQQD\ÿDQJÿѭӧc chú trӑng nghiên cӭu và phát triӇn

Trong nghiên cӭu [5], các tác giҧ ÿmVӱ dөng sӧi dӭa, sӧi chuӕi và sӧLWUHÿӇ tҥo ra tҩm sӧi nhӵa gӛ trên nӅQ(SR[\&RPSRVLWHÿѭӧc chӃ tҥRFyFѫWtQKNKiFao, phù hӧp vӟi nhiӅu ngành công nghiӋS1JRjLUDFK~QJFzQFyѭXÿLӇm là có chi phí thҩp và

dӉ phân huӹ

Hình 1.2 M̳u thí nghi͏m sͫi g͟ nh͹a n͉n epoxy [5]

Trong nghiên cӭu [6], các tác giҧ ÿmVӱ dөQJSKѭѫQJSKiS7DJXFKLÿӇ nghiên cӭu

sӵ ҧQKKѭӣng cӫa quá trình xӱ lý kiӅm sӧLWUHYjÿӝ dài sӧi tre lên tính chҩWFѫKӑc cӫa composite sӧLWUHJLDFѭӡng trên nӅn Epoxy

1.1.3 Giͣi thi͏u v͉ sͫi nh͹a g͟ cho máy in 3D:

Ngày nay, công nghӋ bӗLÿҳp vұt liӋu (ӣ QѭӟFWDWKѭӡQJÿѭӧc gӑLOjLQ' ÿDQJphát triӇn rҩWQKDQKÿһc biӋt là sau khi các bҵng sáng chӃ cӫa công nghӋ FDM và SLS hӃt hiӋu lӵc HiӋn nay, viӋc sӣ hӳu mӝt máy in FDM cӥ nhӓ là rҩt dӉ dàng, nên viӋc nghiên cӭu các vұt liӋu có thӇ in bҵng công nghӋ này ngày càQJÿѭӧc chú trӑng Các loҥLFRPSRVLWH[DQKQKѭSRO\PHUFyVӱ dөng các polymer tӵ QKLrQQKѭVӧi gӛ, sӧi tre, sӧLE{QJ«ÿDQJÿѭӧc nghiên cӭXÿӇ ӭng dөng vào viӋc tҥo thành các sӧi polymer tӵ nhiên phөc vө cho công nghӋ này

Công nghӋ FDM là công nghӋ in 3D phә biӃn nhҩt hiӋn nay Quá trình FDM là TXiWUuQKÿQYұt liӋu nhӵa nóng chҧy trong vòi phun rӗi tҥo thành tӯng lӟp và các lӟp này sau khi hoá rҳn sӁ tҥo nên cҩu trúc dҥng khӕi Vì nguyên lý gia công cӫa công nghӋ )'0Y{FQJÿѫQJLҧn nên nó áp dөQJÿѭӧc cho nhiӅu loҥi vұt liӋu khác nhau,

và composite xanh là mӝt loҥi vұt liӋu vô cùng tiӅPQăQJ&iFQKjNKRDKӑFÿmWLӃn hành nhiӅu nghiên cӭu vӅ viӋc tҥo ra các sҧn phҭm composite xanh có dҥng sӧi ӭng dөng trong công nghӋ Qj\YjFK~QJWKѭӡQJÿѭӧc gӑi là sӧi nhӵa gӛ

Trong nghiên cӭu [7], các tác giҧ ÿmWUuQKEj\NKiLTXiWTXiWUuQKWҥo sӧi nhӵa gӛ

tӯ TXiWUuQKÿQӭng dөng cho công nghӋ bӗLÿҳp vұt liӋX&iFWiFFNJQJÿmWUuQKEj\FѫKӝi và thách thӭc cӫa sӧi composite xanh tӯ Pi\ÿQWURQJYLӋc ӭng dөng vào công nghӋ in 3D

Trong nghiên cӭu [8], các tác giҧ khái quát ӭng dөng công nghӋ in 3D tӯ vұt liӋu cellulose cӫa thӵc vұt và các dүn xuҩt cӫa nó, khái quát thӵc trҥng, tiӅPQăQJSKiWtriӇn cӫa viӋc sӱ dөng sӧi composite nӅn polymer có chҩWWăQJFѭӡng là celluORVHFѫnguӗn gӕc thӵc vұt Các tác giҧ FNJQJJLҧi thích các khuyӃt tұt có thӇ xҧy ra trong quá trình in 3D sӧi nhӵa gӛ này và các cách khҳc phөc

Trong nghiên cӭu [9], các tác giҧ ÿmQJKLrQFӭu quá trình gia công các mүu thí nghiӋm in 3D tӯ sӧi nhӵa gӛ, nghiên cӭu sӵ ҧQKKѭӣng cӫa các thông sӕ công nghӋ OrQÿӝ bӅQÿӝ thҩPQѭӟc cӫa các mүu này Các tác giҧ FNJQJQJKLrQFӭu sӵ WUѭѫQJ

nӣ cӫa lӟp bӅ mһWVDXWKLQJkPQѭӟc, nghiên cӭu hình dáng bӅ mһt cӫa bӅ mһt nӭt gãy cӫa các mүu thí nghiӋm

Hình 1.3 ̪nh SEM cͯa a) m̿t c̷t sͫi nh͹a g͟; b: m̿t c̷t m̳u thí nghi͏m [9]

Trong nghiên cӭu [10], các tác giҧ ÿmNKiLTXiWFiFQJKLrQFӭu vӅ viӋc tӕLѭXKRicác thông sӕ JLDF{QJÿӇ phù hӧp vӟi nhiӅu loҥi vұt liӋu mӟLFNJQJQKѭ ÿѭDUDFiFKѭӟng nghiên cӭXÿӇ WăQJQKDQK Vӕ Oѭӧng các loҥi vұt liӋu có thӇ gia công bҵng SKѭѫQJSKiS)'0

Trong nghiên cӭu [11], các tác giҧ ÿmQJKLrQFӭu cҩu trúc mӝt sӧi nhӵa gӛ ÿLӇn hình, trình bày mӝt sӕ mүu sҧn phҭm, phân tích sӵ biӃn dҥng cӫa mӝt sӕ chi tiӃt

Hình 1.4 Các m̳u s̫n pẖm trong nghiên cͱu [11]

Trong nghiên cӭu [12], các tác giҧ ÿmNKiLTXiWFiFORҥLPi\PyFFNJQJQKѭFiFloҥi vұt liӋu dùng trong công nghӋ chӃ tҥo sӧi nhӵa gӛ tre Các tác giҧ FNJQJÿѭDUDcác yêu cҫu cho sӧi nhӵa gӛ WUHLQ'ÿӇ có chҩWOѭӧng sҧn phҭm tӕWÿѭӡng kính sӧi nhӵa phҧi nҵm trong khoҧng 1.75-PPNtFKWKѭӟc hҥt tӕLÿDOj-0.3mm, nӃu lӟQKѫQVӁ gây ra hiӋQWѭӧng kҽt vòi phun (0.4mm); nhiӋWÿӝ gia công phù hӧp là ͳͺͲԨ

Hình 1.5 Quá trình ch͇ t̩o sͫi nh͹a g͟ tre cho máy in 3D [12]

&iFJLDLÿRҥn cӫa quá trình chӃ tҥo sӧi nhӵa gӛ tre trong nghiên cӭu [12] cӫa các tác giҧ là:

x *LDLÿR̩n sàng: BӝWWUHÿѭӧc mua tҥi NanchaQJYjÿѭӧc lӑc vӟLOѭӟi 200

mesh

x *LDLÿR̩n kh͵ Q˱ͣc: bӝt tre và hҥt nhӵD3/$ÿѭӧc cho vào máy sҩy cho

tӟLNKLÿӝ ҭm còn lҥLÿҥt 3%

x *LDLÿR̩n tr͡n: Các tác giҧ ÿmFKӍ ra rҵng viӋc trӝn bӝt tre, PLA và phө gia

mӝt lúc sӁ dүQÿӃn viӋc bӝt tre sӁ có hiӋQWѭӧng dính lҥi sau khi gһp phө gia, dүQÿӃn viӋc tích tө lҥLWURQJO~FÿQ1JRjLUDVӧi nhӵa gӛ tre sau khi dùn sӁ có các hҥt tích tө trên bӅ mһt, làm giҧm tính thҭPPƭFNJQJQKѭJk\NKyNKăQFKRYLӋc cҩp liӋu và dӉ gây nghҽWÿҫu phun cӫa máy in 3D Vì thӃ, các tác giҧ ÿӅ nghӏ thӵc hiӋn viӋc trӝn các phө gia và hҥt nhӵD3/$WUѭӟc,

ÿӇ các phө gia có thӇ bám lên bӅ mһt các hҥt nhӵD6DXÿyEӝt tre sӁ ÿѭӧc thêm tӯ tӯ vào máy trӝn Tӯ ÿyEӝt tre sӁ bao phӫ ÿӅu hҥt nhӵDÿҧm bҧo sӧi gӛ WUHVDXNKLÿQVӁ có tӹ lӋ trӝn chính xác và bӅ mһt tӕt

x *LDLÿR̩QÿQV̫n pẖm: Hӛn hӧp trên sӁ ÿѭӧFÿѭDYjRPi\ÿQWUөc vít

ÿӇ tҥo thành sӧi nhӵa gӛ tre in 3D NhiӋWÿӝ phù hӧSÿѭӧc các tác giҧ gӧi ý

là ͳ͹ͷԨ

x Các quá trình tiӃp theo là quá trình tҥo mүu thí nghiӋm bҵng máy in FDM

sӱ dөng sӧi nhӵa vӯa tҥRWKjQKFNJQJQKѭÿRÿҥc các thông sӕ vӅ FѫWtQKcӫa các mүu thí nghiӋPÿy

1.2 Giӟi thiӋu chung vӅ công nghӋ tҥo sӧi nhӵa gӛ tre cho máy in 3D:

;ӱOê EӅPһW

ĈQ 6ӧLQKӵDJӛWUH WKjQKSKҭP

Hình 1.6 CáFE˱ͣc cͯa quá trình t̩o sͫi nh͹a g͟ tre

&iFEѭӟc trong quy trình này lҫQOѭӧt là:

x T̩o sͫi tre tͳ ngu͛n tre t͹ nhiên: Bӝt WUHÿѭӧc tҥo thành tӯ viӋc gia công

các thân, cành tre

x L͕c t̩p ch̭t và hút ̱m: Sau quá trình gia công, mүu có thӇ lүn các tҥp chҩt,

ta cҫn loҥi bӓ FK~QJÿӇ QkQJFDRÿӝ ÿӗng nhҩt7DFNJQJWLӃn hҧnh thӵc hiӋn viӋc hút ҭm bҵng máy sҩy nhҵm loҥi bӓ OѭӧQJKѫLQѭӟc còn sót lҥi trong sӧi tre và hҥt nhӵa, nhҵm nâng cao chҩWOѭӧng sҧn phҭm sӧi nhӵa gӛ tre

x X͵ lý b͉ m̿t: ViӋc xӱ lý bӅ mһt nhҵPWăQJÿӝ liên kӃt giӳa mҥch cellulose

cӫa sӧi tӵ nhiên (sӧi tre) và mҥch polymer cӫa nhӵa Do sӧi tӵ nhiên có WtQKѭXQѭӟFKD\ѭDK~WQѭӟc và mҥch polymer có tính kӷ Qѭӟc, nên chúng rҩt khó liên kӃt bӅn vӳng vӟi nhau tҥo nên composite Chính vì thӃ, viӋc xӱ

lý bӅ mһt nhҵm giúp mҥch cellulose cӫa sӧi tӵ nhiên (sӧi tre) và mҥch polymer cӫa nhӵa liên kӃt vӟi nhau tӕWKѫQEҵng cách tҥo ra các cҫu liên kӃt hoһFWKD\ÿәLQăQJOѭӧng bӅ mһW&iFWiFQKkQWKѭӡng dùng trong quá trình này có thӇ kӇ tӟi các tác nhân hóa hӑF FiF SKѭѫQJ SKiS [ӱ lý Alkaine,), các tác nhân sinh hӑc (enzyme,) hoһc các tác nhân vұt lý (áp suҩt, tia âm cӵFWLDSODVPD« +RҥWÿӝng cӫa các tác nhân này sӁ ÿѭӧc trình bày

ӣ FKѭѫQJVDX

x Tr͡Qÿ͉u: 6DXNKLÿѭӧc xӱ lý bӅ mһt, bӝWWUHYjSRO\PHUÿѭӧc trӝn vӟi nhau

trong các máy trӝn công suҩt cao, nhҵm tҥo liên kӃWEDQÿҫu và giúp sӧi nhӵa gӛ tre thành phҭm có cҩXWU~FÿӗQJÿӅXKѫQ

x ĈQY̵t li͏u: Các hҥt nhӵa gӛ tre sӁ ÿѭӧc chuyӇQTXDFKRPi\ÿQÿӇ tҥo

thành sҧn phҭm sӧi nhӵa gӛ tre

1.3 Giӟi thiӋu chung vӅ các thiӃt bӏ dùng trong công nghӋ tҥo sӧi nhӵa gӛ tre cho máy in 3D:

Trong quá trình sҧn xuҩt sӧi nhӵa gӛ WUHQKѭÿmSKkQWtFKӣ bên trên, cҫn rҩt nhiӅu máy tham gia vào quá trình này

Hình 1.7 6˯ÿ͛ các mi\F˯E̫n cͯa quá trình s̫n xṷt sͫi nh͹a polymer [13]

Hình 1.7 thӇ hiӋQFiFPi\FѫEҧn tham giá quá trình hoàn tҩt sӧi nhӵa polymer Ĉӕi vӟi sӧi nhӵa gӛ tre, quá trình này chӫ yӃu khác nhau ӣ phҫn tҥo hӛn hӧp nhӵa

gӛ WUHÿӇ vào phӉu cҩp liӋXFKRPi\ÿQFzQFiFJLDLÿRҥQVDXNKLÿQWKuKRjQWRjQgiӕQJQKDX&iFJLDLÿRҥQVDXNKLÿQWҥo sӧi nhӵa gӛ tre gӗPFyĈѭDVӧi nhӵa qua

hӋ thӕng làm mát bҵng các kênh, máng, giúp әQÿӏnh cҩu trúc và bӅ mһt sӧi nhӵa; ĈѭDVӧi nhӵa gӛ tre qua hӋ FRQOăQQKҵm cҧi thiӋQÿӝ chính xác cӫDÿѭӡng kính sӧi; cuӕn các sӧi nhӵa gӛ tre thành cuӝn bҵng máy cuӝn

Mӝt sӕ máy nәi bұt cӫa quá trình này, gӗm:

x CөPÿQ Khi máy vұn hành, cөPÿQGRYtWÿQVӁ quay và cuӕn vұt liӋu YjRVDXÿyVӁ tҥo thành sӧi vұt liӋu ӣ phҫQNKX{QÿQ

x Cөm gia nhiӋt: Cөm gia nhiӋt giúp nâng cao và duy trì tính dҿo cӫa vұt liӋu

ӣ các nhiӋWÿӝ khác nhau, nâng cao hiӋu quҧ gia công

x Cөm làm mát: Giúp giҧm nhiӋWÿӝ cӫDYtWÿQWUiQKJk\KѭKӓng

x Cөm truyӅQÿӝng: Ĉҧm bҧo máy vұQKjQKQKѭPRQJPXӕn

x CөPÿLӅu khiӇn: *L~SÿLӅu khiӇn hӋ thӕng hoҥWÿӝQJEuQKWKѭӡng

Hình 1.8 C̭u t̩RF˯E̫n cͯa m͡WPi\ÿQP͡t trͭc vít [14]

1.3.2 Máy tr͡n:

Máy trӝn thӵc hiӋn viӋc trӝQÿӅu các hӛn hӧp bên trong buӗng trӝn có các cөPFѫbҧQQKѭVDX

x Cөm trӳ vұt liӋu: Giúp các loҥi bӝWÿӵa chӭDYjRYjÿҧm bҧo trӝQÿӅu

x Cөm trӝn: Giúp quá trình trӝn diӉn ra

x Cөm truyӅQÿӝng: Cung cҩp truyӅQÿӝng cho hoҥWÿӝng cӫa máy

x CөPÿLӅu khiӇn: ĈLӅu khiӇn hoҥWÿӝng cӫa máy

Hình 1.9 C̭u t̩o m͡t máy tr͡n [15]

1.3.3 Máy s̭y:

Máy sҩy thӵc hiӋn viӋc sҩy khô vұt liӋu bao gӗm các cөPFѫEҧQQKѭVDX

x Cөm trӳ vұt liӋu: Sӧi tre hoһc bӝWWUHÿѭӧFÿѭDYjRFөPQj\ÿӇ ÿҧm bҧo sҩ\ÿӃQÿӝ ҭm cҫn thiӃt

x Cөm gia nhiӋt: Cung cҩp nhiӋWÿӝ FDRYjOѭXFKX\Ӈn dòng khtQj\ÿҧm bҧo sҩy khô vұt liӋu

x CөPÿLӅu khiӇQ*L~SÿLӅu khiӇn hӋ thӕng vұn hành hӧp lý

Hình 1.10 C̭u t̩o tͯ s̭y công nghi͏p [16]

1.4 Tình hình nghiên cӭu:

1.4.1 Nghiên cͱu và m͡t s͙ b̹ng sáng ch͇ Q˱ͣc ngoài có liên quan:

1.4.1.1 Nghiên cͱu cͯa nhóm tác gi̫ Haibo Long và c͡ng s͹ [17]

Các tác giҧ ÿmQJKLrQFӭu các tính chҩWFѫKӑc và tính chҩt nhiӋt hӑc cӫa sӧi nhӵa

gӛ tre và phân tích tiӅPQăQJӭng dөng vұt liӋu này vào công nghӋ in 3D Các tác giҧ FNJQJÿmÿѭDUDTX\WUuQKFѫ bҧQÿӇ chӃ tҥo sӧi nhӵa gӛ bӝt tre tӯ các vұt liӋXEDQÿҫu

%ѭӟFÿҫu tiên cӫa quá trình tҥo mүu là quá trình xӱ lý kiӅm cho sӧi tre: Sӧi tre ÿѭӧc trӝn vӟi dung dӏch NaOH 10% vӟi tӍ lӋ WURQJK6DXÿyVӧLWUHÿѭӧc lӑc lҥi và rӱa vӟLQѭӟc khӱ LRQÿӇ WUXQJKRj6DXÿyVӧLWUHÿѭӧc sҩy ӣ ͺͲԨ trong 24h Yjÿѭӧc nghiӅn mӏn

%ѭӟc tiӃSWKHROjEѭӟc xӱ lý phө gia gҳn kӃt gӕc Silane: Phө gia kӃt dính gӕc Silane (KH550/KH560/KH570 ÿѭӧc trӝn vӟi etanol theo tӍ lӋ khӕLOѭӧng 1:9 Sau ÿyKӛn hӧSQj\ÿѭӧc trӝn vӟi bӝWWUHÿm[ӱ lý kiӅm ӣ EѭӟFWUѭӟc theo tӍ lӋ khӕi Oѭӧng 1:50, kӃ tiӃp dung dӏFKQj\ÿѭӧFFKRED\KѫLӣ ͹ͷԨ cho tӟLNKLHWDQROED\KѫL

%ѭӟc cuӕi cùng cӫa quá trình xӱ lý hoá chҩt cho bӝt tre là quá trình xӱ lý gӕc Isocyanate cho bӝt tre: Dung dӏch có Isocyanate (MDI/IPDI) và Acetone (tӍ lӋ theo khӕLOѭӧQJOj ÿѭӧc trӝn vӟi hӛn hӧp bӝt tre ӣ Eѭӟc trên vӟi tӍ lӋ Oj6DXÿyhӛn hӧSQj\ÿѭӧFFKRED\KѫLӣ ͹ͲԨ ÿӇ FKR$FHWRQHED\KѫLKRjQWRjQ6DXÿyVӧi WUHÿѭӧc sҩy ӣ nhiӋWÿӝ ͺͲԨ cho tӟi khi khӕLOѭӧQJNK{QJÿәi

Quá trình tҥo sӧi nhӵa gӛ tre in 3D: BӝWWUHVDXNKLÿѭӧc xӱ lý (20%), PP (52.5%), Yj3/$