Xây dựng bộ phối màu trong máy in 3D

Xây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3DXây dựng bộ phối màu trong máy in 3D

LỜI CẢM ƠN Được đồng ý nhà trường, khoa Cơng Nghệ Tự Động Hóa thầy giáo Th.s Lê Văn Chung phê duyệt cho em làm đồ án: “Thiết kế xây dựng phối màu máy in 3D thơng minh” Trong suốt q trình nghiên cứu thực đồ án, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ thầy giáo Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô khoa Công Nghệ Tự Động Hóa – Trường Đại Học Cơng Nghệ Thông Tin Và Truyền Thông truyền đạt vốn kiến thức quý báu, tạo điều kiện tốt để em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.s Lê Văn Chung tận tâm hướng dẫn em đến chi tiết nhỏ Nếu lời hướng dẫn, dạy bảo thầy em nghĩ báo cáo đồ án em khó hồn thiện Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Do kiến thức lý thuyết kỹ làm thực tế hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp thầy để kiến thức em hoàn thiện Sau cùng, em xin kính chúc thầy khoa Cơng Nghệ Tự Động Hóa dồi sức khỏe, niềm tin để thực sứ mệnh cao đẹp truyền đạt kiến thức chắp cánh ước mơ cho hệ mai sau Thái Nguyên, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Lê Minh Thu LỜI CAM ĐOAN Toàn nội dung đồ án tốt nghiệp: Thiết kế xây dựng phối màu máy in 3D thông minh” em tự học tập giảng thầy cô, nghiên cứu internet, sách báo tài liệu ngồi nước có liên quan Khơng chép hay sử dụng làm Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm lời cam đoan trước thầy nhà trường Thái Ngun, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Lê Minh Thu MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC .3 DANH MỤC HÌNH LỜI NÓI ĐẦU DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Charles Hull người phát minh công nghệ in 3D Hình 1.2 Máy in 3D thơ sơ 11 Hình 1.3 Máy in 3D phục vụ giáo dục 11 12 Hình 1.4 Máy in 3D cỡ lớn 12 Hình 1.5 Mơ hình mơ hộp sọ người 13 Hình 1.6 Hình ảnh kết cấu hệ khung đỡ máy in 3D .13 Hình 1.7 Hệ truyền động trục Y dùng dây đai động bước 14 Hình 1.8 Hệ truyền động trục Z dùng visme 15 Hình 1.9 Bộ đùn nhựa máy in 3D 16 Hình 1.10 Hình ảnh gia nhiệt mặt bàn máy in 3D 16 Hình 1.11 Bo mạch Arduino kết nối driver A4988 điều khiển động bước 17 Hình 1.12 Nhựa ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) 18 Hình 1.13 Nhựa PLA (Polylactic Acid) 20 Hình 1.14 Sợi Nylon Polyamide 21 Hình 1.15 Vật thể in sợi nylon 21 Hình 1.16 phun nhựa máy in 3D .22 Hình 1.17 Quá trình in máy in 3D 23 Hình 1.18 Sản phẩm điêu khắc đầu rồng .24 Hình 1.19 Thiết bị Osteoid phát gãy xương thúc đẩy liền xương Osteoid dành giải thưởng A'Design năm cho mục sản phẩm in máy in 3D, lấy cảm hứng từ cấu trúc hình bên xương người Karasahin viết rằng, Osteoid có trọng lượng siêu nhẹ người dùng chọn lựa màu sắc mà họ muốn Quan trọng sản phẩm nằm thiết bị siêu âm tích hợp sẵn Thiết bị phát xung siêu âm cường độ thấp (LIPUS) để tìm vị trí đoạn xương gãy, đồng thời thúc đẩy trình liền xương, hiệu 80% so với cách cố định xương thạch cao truyền thống 26 Hình 1.20 trái tim có đường kính 0,25 mm 27 Hình 1.21 Động hoạt động lượng mặt trời chế tạo từ máy in 3D 27 Hình 1.22 Máy in 3D KamerMaker 28 Hình 1.23 Động máy bay sản xuất từ công nghệ in 3D 30 Hình 1.24 Mơ hình côn trùng từ máy in 3D 30 Hình 2.1 Màu quang phổ 36 Hình 2.2 Bảng hòa màu 37 Hình 2.3 Bảng phân bố sắc độ màu .38 Hình 2.4 Tỷ lệ pha trộn số màu .38 Hình 2.5 Pha màu German Yellow .39 Hình 2.6 Pha màu Russian Green 39 Hình 2.7 Quy luật màu cộng 40 Hình 2.8 Quy luật màu trừ 41 Hình 2.9 Bệ gia nhiệt HPB (Heated Build Platform) 48 Hình 2.10 Raft printing 49 Hình 2.11 Các mức độ in rỗng 51 Hình 3.1 Đầu phun J Head All Metal E3D 52 Hình 3.2 100 kΩ NTC Thermistor 53 Hình 3.3 Băng dính chịu nhiệt Kapton Tape 53 Hình 3.4 Kim phun E3D M6 54 Hình 3.5 Bánh dẫn nhựa MK8 54 Hình 3.6 Đầu nóng E3D .55 Hình 3.7 Bản vẽ 2D kim phun E3D M6 55 Hình 3.8 Bản thiết kế 2D Cảm biến nhiệt 100 kΩ NTC Thermistor .56 Hình 3.9 Cấu tạo súng phun màu Airbush .56 Hình 3.10 Hình ảnh cảm biến nhiệt 100KΩ NTC Thermistor .61 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, đất nước ta bước vào thời kỳ cơng nghiệp hố, đại hóa, để trình phát triển nhanh cần tập trung đầu tư vào dây chuyền sản xuất tự động hóa, nhằm mục đích giảm chi phí sản xuất, nâng cao suất lao động cho sản phẩm có chất lượng cao Hiện có nhiều ứng dụng ứng dụng sống hàng ngày xây dựng, công nghiệp sản xuất quân sự…Đặc biệt công nghiệp, khoa học kỹ thuật ngày phát triển mạnh mẽ như: Hệ thống cảm biến, hệ thống chuyển động linh hoạt, hệ thống điều khiển thông minh… Áp dụng kiến thức học tìm hiểu từ tài liệu liên quan, đồ án tốt nghiệp đại học em chọn hướng tìm hiểu máy in 3D Tên đề tài: “Thiết kế xây dựng phối màu máy in 3D thơng minh” Để hồn thành đồ án tốt nghiệp em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lê Văn Chung hết lòng hướng dẫn, thầy giáo Khoa Cơng nghệ tự động hóa – Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông tạo điều kiện giúp đỡ em suốt thời gian thực đồ án Đồ án thực kiến thức học, số sách tham khảo số nguồn tài liệu khác Mặc dù có nhiều cố gắng q trình thực đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong góp ý, đóng góp thầy bạn để đề tài áp dụng rộng rãi vào thực tế cách thiết thực Thái Nguyên, ngày 29 tháng năm 2015 Sinh viên thực Lê Minh Thu CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÁY IN 3D 1.1 Khái quát chung 1.1.1 Định nghĩa Máy in 3D nhánh nhỏ công nghệ tạo mẫu nhanh, phát minh từ năm 1980 In 3D cơng đoạn tạo mơ hình vật lý (mẫu thật) từ mơ hình số (file thiết kế 3D máy vi tính) cách tự động thông qua máy in 3D Công nghệ in 3D trình tạo vật thể trực tiếp, cách thêm lớp vật liệu chồng lên theo nhiều cách khác nhau, phụ thuộc vào loại công nghệ sử dụng Để đơn giản hóa cách tư nằm đằng sau công nghệ này, dành cho cố gắng để hiểu khái niệm bản, bạn coi q trình việc xây dựng thứ mảnh, hồn tồn tự động Cơng nghệ in 3D cơng nghệ “linh hoạt”, khuyến khích thúc đẩy sáng tạo với tự chưa có thiết kế, dù đảm bảo yêu cầu dụng cụ, qua khống chế khơng để chi phí thời gian gia công bị đẩy lên cao Các thành phần thiết kế đặc biệt để tránh việc phải lắp ghép sau hoàn thiện, biên dạng phức tạp tính chất rắc rối tạo mà khơng cần thêm chi phí Ngồi cơng nghệ in 3D lên công nghệ tiết kiệm lượng, thân thiện với mơi trường q trình gia cơng (sử dụng đến 90% vật liệu theo tiêu chuẩn), dòng đời sản phẩm nhờ việc thiết kế gọn bền Những năm gần đây, công nghệ in 3D vượt qua bóng cơng nghệ gia công, sản xuất nguyên mẫu công nghiệp cấp tốc Hiện cơng nghệ dễ dàng tiếp cận doanh nghiệp nhỏ cá nhân Trong tập đoàn lớn, đa quốc gia, tùy vào tầm vóc tính kinh tế sở hữu máy in 3D, mà máy in 3D cỡ nhỏ (với tính hơn) trang bị với giá 1000$ Điều giúp công nghệ in 3D tiếp cận nhiều đối tượng khách hàng hơn, với tốc độ theo cấp số nhân mặt trận Ngày nhiều hệ thống, vật liệu, ứng dụng, dịch vụ giới thiệu đến với người 1.1.2 Lịch sử phát triển Khái niệm in 3D nhen nhóm năm 1976, thời điểm máy in phun phát minh Bởi đến năm 1984, cải tiến tiến đầu in phun giúp đưa công nghệ từ chỗ in mực đến in chất liệu khác Trong thập kỷ sau đó, ứng dụng cơng nghệ in 3D không ngừng phát triển thông qua nghành công nghiệp khác nhau, từ khí, tơ, hàng khơng, y học, sản xuất đến thiết kế trang sức Năm 1984 đánh dấu đời thức cơng nghệ in 3d mà cha đẻ kỹ sư Charles Hull, người trở thành đồng sáng lập công ty 3D Systems sau này, người phát minh công nghệ Stereolithography huyền thoại, cho phép in vật thể 3D phức tạp với độ xác cap từ liệu số Hình 1.1 Charles Hull người phát minh cơng nghệ in 3D Muốn hiểu giới 3D, ta phải hiểu chất Stereolithography phương pháp xử lý in 3D giới Stereolithography hay Stereolithography apparatus thường gọi tắt SLA kỹ thuật sử dụng tia laser để làm đông cứng nguyên liệu lỏng bể chứa lớn để tạo thành lớp liên tiếp chồng lên nhau, kích cỡ lớp (layer) đạt 0,06mm nên độ xác phương pháp lớn Cơng nghệ in 3D ngồi SLA có cơng nghệ SLS (Selective Laser Sintering) FDM (Fused Deposition Manufacturing) Công nghệ SLS (Selective Laser Sintering) sử dụng tia laser để nung kết vật liệu dạng bột bột thép, sứ, titan…thành vật thể rắn theo lớp Công nghệ FDM (Fused Deposition Manufacturing) Stratasys phát minh năm 1980 Công nghệ nung chảy sợi nguyên liệu thành dạng bán lỏng (chưa hóa lỏng hồn tồn, giữ dạng sợi), đồng thời sử dụng đầu vòi phun sợi nguyên liệu bán lỏng vừa chuyển động theo trục X, Y, Z để tạo lớp layer chồng lên theo biên dạng mặt cắt thiết kế Do tính chất “bán lỏng” nên sợi ngun liệu đơng kết lại kịp kết dính với lớp layer trước Q trình lặp lại vật thể in hoàn chỉnh Máy in 3D giai đoạn đầu phát triển có kích thước cồng kềnh giá thành cao, chủ yếu sử dụng công nghiệp nhà xưởng lớn Nhưng gần kích thước máy in 3D ngày nhỏ gọn hơn, giá thành rẻ Người ta bắt đầu chế tạo máy in 3D dành cho gia đình, cá nhân (personal 3D printer), ứng dụng công nghệ FDM Công nghệ FDM coi lựa chọn người tiêu dùng, tính tiết kiệm thân thiện với người dùng Thứ sáng chế công nghệ Stratasys nắm giữ hết hạn, phát triển dự án máy in mã nguồn mở, can thiệp nhà sản xuất độc lập Makerbot khiến FDM ngày phổ biến giá thành hạ Thứ hai, công nghệ sử dụng đơn giản, gồm hai thao tác cắm điện bấm nút in nên khiến người dùng phổ thông ưa chuộng Tất nhiên chất lượng sản phẩm in mức độ chun nghiệp khơng thể so với sản phẩm từ công nghệ SLA, SLS, SFF, Polyjet, DMLS, SHS, EBM máy FDM mức chuyên nghiệp ● Một số thành tựu máy in 3D: Năm 1984: Charles Hull phát minh công nghệ Stereolithography, cấp sáng chế đến năm 1987 Năm 1991: Stratasys sản xuất máy in sử dụng công nghệ FDM giới Năm 1992: Công ty 3D systems Charles Hull sản xuất máy in 3D dùng công nghệ SLA Năm 1993: DTM sản xuất máy in dùng công nghệ SLS Năm 1994: Máy in từ sáp Model Maker đời Năm 1997: Công ty Aeromet phát minh công nghệ LAM (Laser Additive Manufacturing) Năm 1999: Các nhà khoa học cấy thành công nội tạng từ tế bào bệnh nhân dùng đỡ in từ máy in 3D đề chống đỡ phận Năm 2000: Máy in phun 3D đời công ty Object Geometries Cùng năm Zcorp phát minh máy in 3D màu multicolor Năm 2001: Solidimension tạo desktop 3D printer Năm 2002: Các nhà khoa học dự định tạo quan nội tạng kích cỡ thật hoạt động Một thận từ máy in 3D đời Năm 2005: Dr Adrian Bowyer trường đại học Bath thành lập Reprap project để phổ cập công nghệ in 3D Năm 2008: Reprap Darwin máy tự in phận Cùng năm Stratasys sản xuất thành cơng vật liệu in FDM có tính tương đương hợp sinh học (biocompatible) Một trang wedsite điện tử dành cho thị trường model in 3D mang tên Shapeways đời Makerbot không thua cho mắt trang Thingiverse để chia sẻ model miễn phí dành cho việc in 3D Năm 2009: Makerbot bắt tay sản xuất kit cải tiến máy Rerap cho đối tượng người dùng lớn Bên Organovo in thành công mạch máu Năm 2011: Chiếc ô tô in công nghệ 3D đời Áp dụng in 3D vàng bạc Năm 2012: LayerWise in thành công xương hàm Hà Lan Năm 2013: In phận thể người với chi phí thấp mũi, tai, hộp sọ, tế bào võng mạc, bút in 3D sinh học giúp bác sỹ cấy ghép cách vẽ, máy in thức ăn Năm 2014: Là năm phát triển thần kỳ in 3D Sử dụng máy in 3D xây nhà hoàn toàn nhựa In bảng mạch điện tử Hãng AutoDesk tung thị trường máy in 3D, mẫu máy in 3D tích hợp với Spark giúp phơ 10 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG BỘ PHỐI MÀU TRONG MÁY IN 3D THÔNG MINH 3.1 Các linh kiện phun nhựa (đầu đùn) 3.1.1 Đầu phun J Head All Metal E3D Thiết kế lại từ đầu phun J Head E3D, kết hợp cải tiến cho tốt hơn, rẻ Đầu phun làm hoàn toàn kim loại chắc, bền tản nhiệt cực tốt Thông số kỹ thuật: Thermistor: 100K NTC B 3950 ± 1%, dây dài 1m Copper Cap kèm Bộ phát nhiệt: 12V 40W, dây dài 1m Kích thước lỗ đùn: 0.2mm, 0.3mm, 0.4mm Hình 3.1 Đầu phun J Head All Metal E3D 3.1.2 Cảm biến nhiệt cho đầu phun máy in 3D – 100 kΩ NTC Thermistor 100 kΩ NTC Thermistor thường sử dụng cảm biến nhiệt cho đầu phun máy in 3D Reprap Đây linh kiện quan trọng cho máy in 3D Reprap Chúng sử dụng để điều khiển nhiệt độ cho đầu phun theo nhu cầu in người sử dụng 52 Hình 3.2 100 kΩ NTC Thermistor Là loại cảm biến tương tự hay ứng dụng ứng dụng đo nhiệt độ thời gian thực Vì hoạt động xác với sai số nhỏ, đồng thời với kích thước nhỏ giá thành rẻ ưu điểm Vì cảm biến tương tự (analog sensor) nên ta dễ dàng đọc giá trị hàm analogRead() 3.1.3 Băng dính chịu nhiệt Kapton Tape Băng dính chịu nhiệt Kapton Tape cho máy in 3D Reprap sử dụng để quấn đầu phun máy in 3D in nhựa ABS Cuộn băng dính Kapton rộng 50mm Hình 3.3 Băng dính chịu nhiệt Kapton Tape 53 3.1.4 Kim phun E3D M6 Hình 3.4 Kim phun E3D M6 3.1.5 Bánh dẫn nhựa MK8 Thông số kỹ thuật: Chiều dài: 11m Chiều dài chỗ lõm: 4mm, khoảng cách từ chỗ lõm sâu đến hai bên mép Khoảng cách từ hai đầu bánh đến mép vùng bị lõm gần 5,5mm 1,5mm Đường kính trong: 5mm Đường kính ngồi: 9mm Giá thành: 105.000VND Hình 3.5 Bánh dẫn nhựa MK8 54 3.1.6 Đầu nóng E3D Hình 3.6 Đầu nóng E3D Kích thước: 16 X 16 X 12 mm Lỗ kích thước M3 Sử dụng kèm: NTC thermistors threaded resistance 3.2 Thiết kế phối màu máy in 3D 3.2.1 Thiết kế phun nhựa máy in 3D a) Bản vẽ kim phun E3D M6 ba buồng đốt nóng buồng trung tâm Hình 3.7 Bản vẽ 2D kim phun E3D M6 55 c) Cảm biến nhiệt 100 kΩ NTC Thermistor Hình 3.8 Bản thiết kế 2D Cảm biến nhiệt 100 kΩ NTC Thermistor 3.2.2 Cấu tạo súng phun sơn Airbush a) Cấu tạo Cây súng phun (bút vẽ mỹ thuật) sản xuất quy trình khí có độ xác cao, giá thành súng tiêu chuẩn lên đến vài ba triệu đồng Súng có cấu tạo 35 chi tiết (tùy hãng sản xuất, số lượng chi tiết hình dáng khác nhau) nguyên tắc hoạt động dựa nguyên lý b) Cấu tạo chi tiết Hình 3.9 Cấu tạo súng phun màu Airbush 56 c) Vận hành Súng nối với nguồn cấp ống dẫn loại mềm, dây dài ngắn tùy theo yêu cầu làm việc (tối thiểu 3m) Áp lực đầu điềuchỉnh vừa phải, đừng để mức lớn mạnh màu vẽ bay xung quanh mà bám vào bề mặt định vẽ, (khi sờ tay xung quanh thấy có nhiều hạt bột bám vô).Nếu áp suất nhỏ màu không tống hết đọng lại đầu kim phun (bút vẽ mỹ thuật), thành giọt văng lên bề mặt vẽ Trước tiên phải pha sơn bình chứa với dung mơi đừng đặc q mà đừng lỗng Nhận biết: Nếu sơn đặc , phun hạt lớn không đều, xịt thử lắng tai nghe, đầu súng có tiếng rít Lỗng q phun sơn khơng “lip” nền, nên bạn cố sơn cho “kín” kết lớp sơn bị dày lên chảy thành giọt lụy Khi thao tác bạn cầm súng tư cầm viết vậy, cổ tay không nên gồng cứng làm nét vẽ mềm mại linh hoạt Khi cần nhấn hay điểm chi tiết, để đảm bảo độ xác, bạn dùng tay lại đỡ cổ tay cầm súng, nín thở thở nhẹ nhàng nhấn cò Để hoàn chỉnh kỹ bạn nên tập vẽ trước giấy hay mảnh bìa cứng đường thẳng (vuốt nét) cho điểm khởi đầu điểm kết thúc khơng bị chấm lem Vẽ đường tròn khép kín cho điểm giáp mối trùng nhau, hình vẽphải tròn, lúc đầu vẽ hình lớn, sau vẽ thu nhỏ lại, nét mảnh tốt, luyện đường zik zắk, đường kỷ hà cho nhuần nhuyễn Sau tập phun mảng màu cho đều, rồichuyển qua tập đánh tram từ đậm qua lợt Khi sơn mảng lên rê súng cho màu phủ đều, đừng cố ép cho màu đậm Muốn nét nhỏ bạn đưa mũi súng vào gần bề mặt vẽ nhấn cò dứt khốt rê súng nhanh Bạn tháo phần chụp bảo vệ đầu kim (phần cùng) Lưu ý đầu kim dù chế tác hợp kim tốt, dễ cong, bạn mà sơ sẩy va quệt làm cong kim, vệt màu phun lệch qua bên hay xòe lung tung, Lúc bạn phải tháo phần bảo vệ đầu dùng kềm nhỏ vuốt cho kim thẳng ra, bạn làm sau vài lần súng bạn trở thành “phế nhân” Muốn nét lớn đưa khoảng cách tiếp xúc xa di chuyển súng vừa phải 57 Trong lúc thao tác bạn phải chùi đầu kim cho bụi sơn thường bám vào vị trí Trong airbrush art, làm chủ súng có ý nghĩa tối quan trọng, bạn phải nắm chức điều chỉnh học: điều chỉnh vào nhiều ít, nhấn cò nơng sâu, pha màu tỷ lệ d) Bảo quản súng phun Việc sử dụng bảo quản súng phun bạn ví người lính sử dụng bảo quản súng thời chiến Khi vẽ đừng để súng nằm ngang chếch lên trên- Khi khơng vẽ phải vặn đầu chụp bảo vệ đầu kim lại Nếu chén chứa màu sơn phải để súng nằm giá chúc đầu xuống góc 35- 40 độ Vì súng có số zoăng cao su kín khí, bạn để súng nằm ngang chén mà sơn chảy ngược sau, thấm vào zoăng cao su, sơn có pha dung mơi mạnh, chất thấm vào cao su gây giãn nở làm chai cao su, vài lần vậysúng bạn bị xì hơi, trào ngược khí kiểm sốt, số bạn tự học thường điện thoại cho thắc mắc súng mau hư, nhiều bạn nằm cố Sau làm việc hay phải dừng đột xuất, bạn thiết phải rửa súng: Dùng bình nhỏ (gọi vịt dầu) chế xăng Nhật, dung mơi vào bình Xịt chất rửa vào chén đựng sơn dùng cọ nhỏ có lông cứng ( loại cọ số 3-4 dùng vẽ sơn dầu ) chà rửa chén cho kỹ, đổ đi, cho dung mơi vào tiếp, nhấn cò cho xả bớt sau dùng tay bịt nhẹ đầu súng nhấn nhẹ cò, bóng khí sơi lên, đổ làm lại, vài lần thấy khơng bịt súng nữa, mà nhấn cò cho dung mơi thổi vào bình chứa chất thải chén khô hẳn Lau súng giẻ (giẻ lau loại thấm tốt, khơng có chất Lynon, vải khơng tưa lông, không, sợi lông bám vào nòng súng gây nghẹt)- Sau vài ngày làm việc, bạn phải tháo súng lau chùi kỹ phận Hoặc thao tác mà màu không đều, bạn phải dừng lại kiểm tra lau chùi cẩn thận Vì có cấu tạo nhỏ nên cần mộtchút cặn bụi có lẫn sơn xảy cố- Không nên để súng rơi xuống cứng 58 3.3 Tính khối lượng nhựa cần dùng để in mẫu vật Để tính khối lượng nhựa cần dùng để in mẫu vật 3D ta cần tính diện tích xung quanh mẫu vật tạo Sau tùy mẫu vật in nặng dây nhựa tương ứng nặng nhiêu để đưa vào đùn nhựa Các bước đế tính lượng nhựa cần thiết cho sản phẩm in là: Bước 1: Thiết kế sản phẩm in phầm mềm 3D có dạng file STL, OBJ Bước 2: Dùng lệnh phần mềm autocad để tính diện tích vật thể dựa vào thông số yêu cầu: chọn Tools / Inquiry / Region-Propertees/ Chọn đối tượng /Enter Bước 3: Tính tỷ lệ sơn bám bề mặt vật thể - Tính độ dày sơn phun ướt xác định cách chia khối lượng lớp phủ cho khối lượng riêng diện tích bề mặt phủ Tw = (m – m0)/(S.D) Trong đó: m khối lượng vật chưa phủ tính gam m0 khối lượng vật phủ tính gam S diện tích bề mặt phủ tính m² D khối lượng riêng vật liệu phủ ướt g/cm³ - Tính độ dày sơn sau sơn khô xác định từ chênh lệch khối lượng vật không phủ khối lượng vật phủ Td = (m – m0)/(S.D0) Trong đó: m khối lượng vật chưa phủ tính gam m0 khối lượng vật phủ tính gam S diện tích bề mặt phủ tính m² D0 khối lượng riêng vật liệu phủ khô g/cm³ - Tỷ lệ bám sơn vật tính tỷ lệ độ dày sơn sau khô độ dày sơn ướt Tỷ lệ bám sơn không lớn k = Td /Tw = D0/D 59 Với D0, D xác định theo tiêu chuẩn ISO 2811-1, ISO 3233 Bước 4: Đưa cơng thức tính số lít sơn cần thiết (A) để sơn sản phẩm là: A = (Sxq n.k)/e Trong : Sxq diện tích xung quanh vật thể đơn vị m² k tỷ lệ bám sơn vật n số lớp sơn cần sơn e độ phủ loại sơn ghi vỏ hộp sơn đơn vị m²/l Đối với sơn Aclylic có độ phủ (2 lớp) 10,5 m²/l ● Cơng thức tính diện tích xung quanh số hình bản: Mẫu in 3D hình chóp đều, diện tích xung quanh là: Sxq = P.d (với P nửa chu vi, d trung đoạn) Mẫu in 3D hình nón, diện tích xung quanh là: Sxq = π.R.L (với R bán kính, L độ dài đường sinh) Mẫu in 3D hình nón cụt, diện tích xung quanh là: Sxq = π(R1+R2)L (với R1, R2 bán kính đáy, L đường sinh) Mẫu in 3D hình trụ, diện tích xung quanh là: Sxq = 2π.R.h (với R bán kính hình tròn đáy, h chiều cao hình trụ) Mẫu in 3D hình cầu, diện tích xung quanh là: Sxq = 4π.R² (với R bán kính mặt cầu) Nếu vật thể in khơng rỗng phần thể tích nhựa phía dãn nở thay đổi nhiệt độ gây lực tác dụng đáng kể với phần nhựa bên ngồi Vì vật nguội, nhựa co lại dẫn đến thể tích bị giảm Chính ta thường cho khối lượng nhựa vào đầu đùn nhiều khối lượng thực tế tính khoảng ±0,01% 60 3.4 Điều khiển nhiệt độ cảm biến nhiệt 100KΩ NTC Thermistor Hình 3.10 Hình ảnh cảm biến nhiệt 100KΩ NTC Thermistor Nhiệt độ xác định cách đo hiệu điện ngõ cảm biến → Đơn vị nhiệt độ: °C → Nhiệt độ thay đổi tuyến tính: 10mV/°C Cảm biến nhiệt 100kΩ NTC Thermistor không cần phải chỉnh nhiệt độ sử dụng Độ xác thực tế: 1/4°C nhiệt độ phòng 3/4°C ngồi khoảng -55°C tới 150°C Hiệu cao, công suất tiêu thụ 60uA Cảm biến hoạt động cách cho giá trị hiệu điện định chân Vout (chân giữa) ứng với mức nhiệt độ Như vậy, cách đưa vào chân bên trái cảm biến hiệu điện 5V, chân phải nối đất, đo hiệu điện chân pin A0 arduino (giống y hệt cách đọc giá trị biến trở), bạn có nhiệt độ (0-100ºC) công thức: float temperature = (5.0*analogRead(A0)*100.0/1024.0); Với cảm biến nhiệt 100kΩ NTC Thermistor , bạn tự tạo cho mạch cảm biến nhiệt độ sử dụng cảm biến nhiệt 100kΩ NTC Thermistor tự 61 động ngắt điện nhiệt độ vượt ngưỡng tối đa, đóng điện nhiệt độ thấp ngưỡng tối thiểu thông qua module rơ le Thay đổi nhiệt độ nhanh xác 3.5 Các cố thường gặp đùn máy in 3D ● Không thể load sợi nhựa vào đầu in 3D: Trong số trường hợp, đầu phun phát tiếng kêu “tíc, tíc” phần sư cố Bạn cần cắt đầu sợi nhựa góc nghiêng để sợi nhựa dễ vào bánh Nắn đầu sợi nhựa tương đối thẳng, không bị gấp phình cách bất thường Nếu khơng thể đưa nhựa vào máy in 3D, bạn cần tháo đầu phun lau bánh kéo nhựa bên ● Mơ hình khơng thể bám bàn in 3D: Tăng độ bám sợi nhựa lên bàn in 3D vấn đề đau đầu với người dùng máy in 3D Phần mềm Makerware makerbot có chức cho phép bạn in raft (1 đế to dày) để gia tăng độ dính lên bàn in Để tăng độ bám sợi nhựa lên bàn in 3D, việc phải cân chỉnh cho đầu in khơng nằm q xa bàn nhiệt Bạn dùng biện pháp sau: – Thay lót bàn nhiệt Mặc định, máy makerbot Flashforge trải lớp Kapton màu vàng Lớp kapton sử dụng vài lần, sau độ dính giảm đáng kể Bạn phải thay cách mua cuộn Kapton có giá khoảng 35$ – Thay kapton Blue tape Blue tape trải bàn in có màu xanh dương, độ bám dính cao – Dán băng dính lên bàn in – Chế kính lên bàn in phun keo xịt tóc lên bên để tăng độ bám dính ● Máy in 3D hoạt động ngừng đùn nhựa: Khi in mơ hình, máy in 3D hoạt động nhựa khơng chảy Rất bàn in 3D nằm gần đầu phun, dẫn đến nhựa 62 khỏi lỗ bị dính lại bên đầu in dẫn tới kẹt nhựa Ta tiến hành cân chỉnh bàn in 3D load lại sợi nhựa Nếu không tiến triển, ta tháo đùn nhựa lau bánh bên ► Tóm tắt nội dung chương 3: • Những nội dung làm được: - Thiết kế chi tiết đùn nhựa phần mềm autocad - Lắp ráp đùn nhựa hoàn thành máy in 3D thơng minh (có video CD) - Nêu lên cố thường gặp sử dụng đùn cách khắc phục - Hiểu lý thuyết Adruino - Tích lũy số kỹ làm việc thực tế trình xây dựng máy in 3D • Những nội dung chưa làm được: - Thiết kế chi tiết mức độ 2D - Hoạt động máy in 3D đùn chưa ổn định - Chưa sâu vào tìm hiểu khai thác Adruino • Hướng phát triển: - Nghiên cứu lắp ráp máy in 3D tiền đề cho việc nghiên cứu máy gia công sau - Từ máy in 3D rapper đơn giản, để phát triển lên máy in 3D in vật thể phức tạp hơn, tối ưu hóa phận đầu đùn để đầu đùn cho vật thể nhiều màu khác 63 KẾT LUẬN Sau trình nghiên cứu, tìm hiểu thực em thiết kế phun màu cho máy in 3D lắp ráp máy in 3D ● Kết đạt được: - Hiểu định nghĩa thành phần cấu tạo nên máy in 3D - Hiểu nguyên lý hoạt động máy in 3D vật liệu thường sử dụng máy in 3D - Nắm ứng dụng máy in 3D sống - Nắm nguyên lý pha màu bản, từ áp dụng việc phối màu cho máy in 3D - Nắm linh kiện sử dụng đùn máy in 3D ● Hạn chế: - Những kiến thức máy in 3D nắm bản, chưa thực hiểu sâu sắc - Việc phun màu cho mẫu in mức thủ cơng, số màu thiết kế tương đối ● Hướng phát triển: - Từ tảng kiến thức kinh nghiệm thực tế lần báo cáo đồ án này, tương lai phát triển thêm phối màu cho máy in 3D là: Sử dụng đầu phun nhiều buồng đốt để pha màu nhựa nóng chảy trực tiếp đầu phun cho dòng nhựa nóng với nhiều màu khác 64 NHẬN XÉT …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………… 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hạnh, Nghệ thuật phối màu, NXB Văn Nghệ, 2004 [2] http://reprap.org/wiki/MendelMax [3]http://khoahoc.tv/khampha/kham-pha/53118_may-in-3d-hoat-dong-nhu-thenao.aspx [4] http://taomau3d.com/huong-dan-lap-rap-may-in-3d-pusa-i3-reprap.html/ [5] http://3dprintingpower.net/spotlight-topic/nhung-vat-lieu-in-3d-co-ban/ [6] https://taotac.com/loai/linh-kien/bo-dun/ [7]http://dohoafx.com/2013/01/bang-mau-cmyk-rgb-thongdung/#.VW1M25j0Fg4 [8]http://taomau3d.com/load-soi-nhua-may-in-3d-flashforge-replicatormakerbot.html/ 66 ... phun nhựa máy in 3D 22 1.4.2 Nguyên tắc in máy in 3D In 3D công nghệ in theo lớp Bề mặt in (thường gọi giường in) đầu in phối hợp với để thực in chiều Ở mẫu máy in Replicator 2, đầu in giữ hệ... bình thường Máy in 3D có nhiều hình dáng khác nhau, từ thơ sơ đến phức tạp Hình 1.2 Máy in 3D thơ sơ Hình 1.3 Máy in 3D phục vụ giáo dục 11 Hình 1.4 Máy in 3D cỡ lớn 1.1.3 Công nghệ in 3D hướng... chế tạo từ máy in 3D 27 Hình 1.22 Máy in 3D KamerMaker 28 Hình 1.23 Động máy bay sản xuất từ công nghệ in 3D 30 Hình 1.24 Mơ hình trùng từ máy in 3D 30 Hình 2.1 Màu quang