Trong những năm trở lại đây, công nghệ in FDM (Fused Deposition Molding) được phát triển rất nhanh với những ưu điểm như vật liệu dễ kiếm, không gây độc hại, kết cấu máy đơn giản, chi phí thấp, …. Đề tài được xây dựng trên cơ sở những ưu điểm của công nghệ in 3D, phát huy những ưu điểm và hạn chế một số nhược điểm của máy in 3D. Nội dung của đề tài là nghiên cứu thiết kế truyền động cho máy in 3D, tối ưu hóa đường di chuyển đầu phun, để có thể tối ưu hóa giữa chất lượng mẫu in và thời gian in.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: THIẾT GVHD: KẾ, CHẾ TẠO MÁY IN 3D SỬ DỤNG CƠ CẤU COREXY ThS TẠ NGUYỄN MINH ĐỨC SVTH : NGUYỄN CẢNH HÀ MSSV : 12144028 NGUYỄN TRỌNG KHA MSSV : 12144047 TRẦN VĂN LÂN Lớp: 121441A Khóa: 2012 – 2016 MSSV : 12144057 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BỘ MÔN CN CHẾ TẠO MÁY Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc ******* Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: ThS Tạ Nguyễn Minh Đức Sinh viên thực hiện: Nguyễn Cảnh Hà MSSV: 12144028 Nguyễn Trọng Kha MSSV: 12144047 Trần Văn Lân MSSV: 12144057 Ngành: Công nghệ kỹ thuật khí Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế máy in 3D sử dụng cấu CoreXY Các số liệu, tài liệu ban đầu: 2.1 Không gian làm việc máy 200x2000x200 2.2 Công nghệ in FDM 2.3 Vật liệu in nhựa ABS, PLA Nội dung thực đề tài: 3.1 Tìm hiểu, lựa chọn phương án truyền động trục 3.2 Tìm hiểu phần mềm hỗ trợ in 3D 3.3 Tính tốn, thiết kế, gia cơng, lắp ráp phần khí 3.4 Tính tốn, lắp ráp phần điện tử Các sản phẩm dự kiến: 4.1 Mơ hình máy hồn chỉnh 4.2 Tập vẽ chi tiết vẽ lắp, thuyết minh đồ án 4.3 Máy in sản phẩm với dung sai 0.1mm Thời gian thực hiện: Theo quy định mơn TRƯỞNG BỘ MƠN (Ký, ghi rõ họ tên) GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) 2 LỜI CAM KẾT Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo máy in 3D sử dụng cấu CoreXY GVHD: ThS Tạ Nguyễn Minh Đức Họ tên sinh viên: Nguyễn Cảnh Hà Nguyễn Trọng Kha MSSV: 12144028 MSSV: 12144047 MSSV: 12144057 Trần Văn Lân Lớp: 121441 Địa sinh viên: Số điện thoại liên lạc: 0989745967 Email: canhha94@gmail.com Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 7/2016 Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình tơi nghiên cứu thực Tôi không chép từ viết công bố mà không trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2016 Ký tên LỜI CẢM ƠN Khi hoàn thành đồ án tốt nghiệp lúc nhóm gần kết thúc thời gian học tập trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh Khoảng thời gian học tập nghiên cứu Trường giúp cho nhóm hiểu yêu quý nơi nhiều Nhà trường Thầy Cơ khơng truyền đạt cho nhóm kiến thức chuyên môn mà giáo dục cho em lý tưởng, đạo đức sống Đây hành trang thiếu cho sống nghiệp nhóm sau Nhóm xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất Quý Thầy Cơ tận tình bảo, dẫn dắt nhóm đến ngày hơm để vững bước đường học tập làm việc sau 3 Đồ án tốt nghiệp đánh dấu việc hoàn thành năm tháng miệt mài học tập nhóm Và đồ án đánh dấu trưởng thành đường học tập nhóm Qua nhóm xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè động viên tạo điều kiện để nhóm hồn thành khóa học Cuối cùng, nhóm xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Tạ Nguyễn Minh Đức, Thầy Trần Minh Thế Uyên Thầy Nguyễn Văn Sơn với nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi định hướng đắn kịp thời Thầy giúp nhóm nhiều trình thực đồ án Sinh viên thực Nguyễn Cảnh Hà Trần Văn Lân Nguyễn Trọng Kha TÓM TẮT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY IN 3D SỬ DỤNG CƠ CẤU COREXY Trong năm trở lại đây, công nghệ in FDM (Fused Deposition Molding) phát triển nhanh với ưu điểm vật liệu dễ kiếm, không gây độc hại, kết cấu máy đơn giản, chi phí thấp, … Đề tài xây dựng sở ưu điểm công nghệ in 3D, phát huy ưu điểm hạn chế số nhược điểm máy in 3D Nội dung đề tài nghiên cứu thiết kế truyền động cho máy in 3D, tối ưu hóa đường di chuyển đầu phun, để tối ưu hóa chất lượng mẫu in thời gian in Nhóm đồ án Nguyễn Trọng Kha Nguyễn Cảnh Hà Trân Văn Lân ABSTRACT 4 DESIGN AND MANUFACTURE COREXY 3D PRINTER In recent year, FDM (Fused Deposition Molding) techonology is growing very fast with many advantages like material easy to fined, nontoxic, simple tructure, low cost, … This subject is constructed on the basis advantages of 3D printing technologies, promoting the advantages and limitations of some disadvantages of 3D printer This subject will research and design kinematic for 3D printer, optimizing nozzle move, in oder to optimizing model quality and printing time MỤC LỤC Trang NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỜI CAM KẾT ii LỜI CẢM ƠN iii ÁN TÓM TẮT ĐỒ iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH ix DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Cơ sở phương pháp luận 1.6 Phương pháp nghiên cứu 1.7 Kết cấu đề tài CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH 5 2.1 Giới thiệu công nghệ tạo mẫu nhanh 2.2 Các bước trình tạo mẫu nhanh 2.3 Một số công nghệ tạo mẫu nhanh 2.3.1 Công nghệ SLA 2.3.2 Công nghệ in 3DP 2.3.3 Công nghệ FDM 2.4 Giới thiệu số mẫu máy in 3D 2.4.1 Máy Prusa i3 2.4.2 Máy Delta Kossel 2.4.3 Máy Ember 2.5 Kết luận CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Khái quát chung máy in 3D 3.2 Động bước 12 3.2.1 Động bước nam châm vĩnh cửu 13 3.2.2 Động bước biến từ trở 14 3.2.3 Động bước hỗn hợp 15 3.2.4 Động bước pha 16 3.2.5 Các phương pháp điều khiển động bước 16 3.3 Truyền động vít me – đai ốc 18 3.3.1 Cơ cấu vít me – đai ốc trượt 18 3.3.2 Cơ cấu vít me đai ốc bi 19 3.4 Sống trượt dẫn hướng 20 3.5 Truyền động đai 21 3.6 Kết luận 22 CHƯƠNG 4: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 23 4.1 Thông số máy 23 4.2 Các phương án thiết kế kết cấu máy 23 6 4.2.1 Phương án 23 4.2.2 Phương án 23 4.2.3 Phương án 23 4.3 Lựa chọn phương án 24 4.4 Trình tự thực 24 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠ KHÍ 25 5.1 Thiết kế khung máy 25 5.2 Thiết kế cụm khí trục Z 26 5.2.1 Tính tốn truyền động vít me – đai ốc bi trục Z 27 5.2.2 Tính tốn chọn động trục Z 32 5.2.3 Trục dẫn hướng bạc dẫn hướng 35 5.2.4 Khớp nối 36 5.2.5 Thiết kế bàn nâng trục Z 37 5.3 Thiết kế khí cụm trục XY 38 5.3.1 Kết cấu truyền động trục XY 38 5.3.2 Lựa chọn truyền 39 5.3.3 Thiết kế sơ cụm trục XY 41 5.3.4 Tính tốn lựa chọn động cụm trục XY 49 5.4 Thiết kế gia công chi tiết 51 5.5 Bộ phận đùn nhựa 53 5.5.1 Cụm tời nhựa 53 5.5.2 Đầu phun gia nhiệt 54 5.6 Tính tốn thiết kế phần điện 55 5.6.1 Khối nguồn 55 5.6.2 Phần điều khiển 57 5.8 Phần mềm điều khiển 70 5.9 Các kiểu chạy nhựa 75 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 7 Trang 8 DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH Trang Hình 2.1: Sơ đồ trình tạo mẫu Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý tạo mẫu SLA Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý tạo mẫu 3DP Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý tạo mẫu FDM Hình 2.5: Máy in 3D prusa I3 Hình 2.6: Máy in 3D Delta Kossel Hình 2.7: Máy in 3D Ember Hình 3.1: Cấu trúc máy in 3D Hình 3.2: Động bước 12 Hình 3.3: Cấu tạo động bước nam châm vĩnh cửu 13 Hình 3.4: Nguyên lý hoạt động động bước nam châm vĩnh cửu 14 Hình 3.5: Nguyên lý hoạt động động bước biến trừ trở 14 Hình 3.6: Cấu tạo động bước hỗn hợp 15 Hình 3.7: Động bước pha lưỡng cực đơn cực 16 Hình 3.8: Phương pháp điều khiển động bước 17 Hình 3.9: Vít me đai ốc 18 Hình 3.10: Kết cấu đai ốc nửa 19 Hình 3.11: Vít me đai ốc bi 19 Hình 3.12: Kết cấu vít me đai ốc bi 20 Hình 3.13: Cơ cấu điều chỉnh khe hở vít me – đai ốc bi 20 Hình 3.14: Sống trượt dẫn hướng 21 Hình 3.15: Truyền động đai 22 Hình 5.1: Kích thước nhơm định hình 25 Hình 5.2: Bản vẽ khung máy 25 Hình 5.3: Bu lơng, ke góc, trượt 26 Hình 5.4: Chân đế cao su 26 Hình 5.5: Kiểu lắp vít me fixed – fixed 27 Hình 5.6: Kiểu lắp vít me fixed – support 28 Hình 5.7: Kiểu lắp vít me fixed - free 28 Hình 5.8: Sơ đồ khối trục Z 28 Hình 5.9: Quy trình lựa chọn vít me 29 Hình 5.10: Thơng số vít me – đai ốc bi 31 9 Hình 5.11: Bản vẽ vít me – đai ốc bi 31 Hình 5.12: Thơng số tính tốn động 32 Hình 5.13: Thơng số tính tốn động 33 Hình 5.14: Kết tính tốn động 34 Hình 5.15: Bản vẽ động bước 35 Hình 5.16: Bạc dẫn hướng LHFRDM8 35 Hình 5.17: Thơng số kích thước bạc dẫn hướng 35 Hình 5.18: Một số loại khớp nối 36 Hình 5.19: Thơng số kích thước khớp nối 37 Hình 5.20: Thiết kế bàn in 37 Hình 5.21: Sơ đồ nguyên lý truyền động CoreXY 39 Hình 5.22: Biên dạng đai 40 Hình 5.23: Đai GT2 pulley 41 Hình 5.24: Thơng số đai GT2 41 Hình 5.25: Sơ đồ tính tốn trục XY 41 Hình 5.26: Thông số bạc đạn 624zz 42 Hình 5.27: Ký hiệu series sống trượt 43 Hình 5.28: Quy trình tính tốn sống trượt dẫn hướng 43 Hình 5.29: Các cấp độ xác sống trượt 44 Hình 5.30: Dung sai kích thước cấp xác 45 Hình 5.31: Thơng số kích thước sống trượt dẫn hướng 45 Hình 5.32: Sơ đồ tính tốn sống trượt dẫn hướng 45 Hình 5.33: Lựa chọn sức căng ban đầu 47 Hình 5.34: Các thành phần momen tĩnh cho phép 47 Hình 5.35: Hệ số an toàn tĩnh 48 Hình 5.36: Hệ số tải 48 Hình 5.37: Sơ đồ thơng số tính tốn động 49 Hình 5.38: Thơng số tính tốn động 50 Hình 5.39: Kết tính tốn động bước 50 Hình 5.40: Cụm trục X 51 Hình 5.41: Cụm trục X Y 51 Hình 5.42: Bộ tời nhựa 53 Hình 5.43: Kết cấu đầu phun nhựa 54 Hình 5.44: Sơ đồ khối hệ thống điện 55 Hình 5.45: Nguồn tổ ong 56 Hình 5.46: Nguồn LITEON 56 10 10 Đối với tời nhựa Trong đó: E tỷ số đường kính cặp bánh dẫn động, dây không dùng cặp bánh dẫn động nên E = G đường kính pulley tời nhựa Do Để tinh chỉnh lại thơng số ta thực nhưa sau: Đối với tời nhựa, ta cho tời nhựa di chuyển thủ cơng đoạn 50mm, sau dùng thước kẹp đo lại khoảng dịch chuyển thực tế sợi nhựa, giá trị thực thơng số step/mm tính sau Trong đó: Stt giá trị step/mm thực tế Slt giá trị step/mm tính tốn H khoảng di chuyển thủ công, (H = 50mm) I khoảng dịch chuyển thực tê Đối với trục X, Y, Z ta in thử mẫu in dạng hơp có kích thước 50x50x50 mm, sau đo lại kích thước thực tính tốn lại thơng số công thức Lặp lại bước canh chĩnh nhiều lần để đạt giá trị xác Sau có giá trị cần thiết, thiết lập lại thơng số dịng lệnh sau: #define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT {160,160,320,185} 5.8 Phần mềm điều khiển Phần mềm điều khiển máy in giúp ta vận hành máy trường hợp khơng có LCD thuận tiện thao tác vận hành máy thủ công Phần mềm điều khiển giúp ta thực thao tác vận hành máy tay đơn giản dễ dàng so với LCD, LCD thực thao tác di chuyển trục, gia nhiệt, phần mềm điều khiển thực thao tác đồng thời nhập thủ cơng lệnh Gcode cho trình test máy, chỉnh bàn in, 84 84 Có nhiều phần mềm điều khiển máy in 3D repertier host, pronterface … Trong đồ án, sử dụng phần mềm pronterface Phần mềm pronterface phần mềm miễn phí có ưu điểm dung lượng phần mềm nhỏ, giao diện trực quan, dễ sử dụng Hình 5.62: Giao diện phần mềm Pronterface Phần mềm CAM Phần mềm CAM phần mềm có nhiệm vụ cắt lớp mẫu 3D sau tạo đường chạy nhựa sau xuất dạng file Gcode Có nhiều phần mềm CAM sử dụng với máy in 3D, đề tài nhóm sử dụng phần mềm Slic3r phần mềm sử dụng tương đối nhiều Slic3r có nhiều thơng số thiết lập với nhiều đường chạy nhựa từ tối ưu chất lượng mẫu in 85 85 Hình 5.63: Giao diện phần mềm slic3r Các thơng số thiết lập chế độ in bao gồm: Print setting: Tốc độ, chiều dày lớp in, chiều dày lớp in, độ đặc chi tiết, thông số support chiều dày, độ đặc, … Filament setting: Đường kính sợi nhựa, nhiệt độ lớp in Printer setting: Kích thước bàn máy, định dạng Gcode, cấu trúc Gcode Để đạt chất lượng in tốt cần thiết lập thơng số in phù hợp tương thích với phần cứng máy Các thơng số có ảnh hướng lớn đến chất lượng mẫu in tốc độ in bao gồm tốc độ in lớp thành, tốc độ in lớp phía trong, tốc độ chạy khơng , chiều dày lớp in, nhiệt độ gia nhiệt sợi nhựa, nhiệt độ in, … Thiết lập nhiều thông số giúp cho q trình in kiểm sốt cách tối đa thuận lợi cho trình in tạo điều kiện giúp cải thiện chất lượng mẫu in tốt 86 86 Chiều dày lớp Chiều dày lớp Số lớp in lớp đầu lớp cuối Hình 5.64: Thiết lập Layers and perimeters Layer height chiều dày lớp, chiều dày lớp nhỏ chi tiết in mịn nhiên thời gian in chậm Lớp in mỏng hạn chế khác khuyết tật mẫu in vết nhựa dư, chảy nhựa, … Ngược lại lớp in dày thời gian in nhanh nhiên có số nhược điểm sai lệch kích thước lớn hơn, độ bóng bề mặt thấp, chất lượng mẫu in khơng cao Chiều dày lớp in tối đa không đường kính đầu phun nhựa First layer height chiều dày lớp in đầu tiên, chiều dày lớp in lớn đảm bảo vật in bám bàn in nhiên chiều dày lớp đầu lớn tổn hao vật liệu, cần lựa chọn phù hợp Để có thơng số phù hợp phải phụ thuộc vào hình dáng kích thước mẫu in, kinh nghiệm in loại chi tiết vật liệu khác Solid layers số lớp in cần để in lớp đáy lớp đỉnh Thông số tương đối quan trọng lớp đỉnh Perimeters thông số xác định số lớp thành sản phẩm, số lớp thành sản phẩm nhiều chi tiết bền Solid layers số lớp in để in phần đáy phần đỉnh chi tiết Đối với chi tiết có độ rỗng cao cần phần cân nhắc phương án in lớp đỉnh tăng số lớp in tăng chiều dày lớp, độ rỗng chi tiết cao lớp in 87 87 phía đỉnh dễ bị chảy nhựa khoảng hở, hoảng hở lớn dễ chảy nhựa hơn, dễ làm bề mặt phía chi tiết bị hở Độ đặc chi tiết Kiểu đường in lớp phía Kiểu dường in lớp đáy lớp đỉnh Hình 5.65: Thiết lập infill Fill desity độ đặc chi tiết,độ đặc lớn chi tiết có độ cứng cao nhiên thời gian in lâu tốn nhiều nhựa Fill pattern dạng chạy nhựa lớp Top/bottom fill pattern dạng chạy nhựa lớp đáy lớp đỉnh Tốc độ in thành sản phẩm Tốc độ in lớp phía Tốc độ in lớp Tốc độ in support 88 88 Hình 5.66: Thiết lập speed Perimeters: tốc độ in thành sản phẩm Small perimeters: tốc độ in thành sản phẩm chi tiết nhỏ, chi tiết nhỏ sử dụng tốc độ thấp nhằm đảm bảo vật liệu hóa rắn kịp thời giảm quán tính tác dụng lên bàn máy Infill: tốc độ in lớp phía sản phẩm, phía sản phẩm in với tốc độ cao vị trí khác sản phẩm Top solid in fill: tốc độ in phía vật thể, nên in với tốc độ chậm để độ đặc chi tiết thấp Support material: tốc độ in lớp support Brigdes: tốc độ in qua khe hở Đối với chi tiết có độ đặc thấp độ hở cao cần với tốc độ hợp lý để tránh bị chảy nhựa làm rỗ bề mặt chi tiết Gap fill: tốc độ in khe hẹp Travel: tốc độ chạy không in First layer speed: tốc độ in lớp đầu tiên, tốc độ lớp không nên thiếp lập cao lớp coi lớp đáy để đỡ chi tiết nên in chậm để vật liệu hoá rắn kịp bám dính vào bàn in Đường kính sợi nhựa Nhiệt độ in đầu phun nhựa Nhiệt độ bàn nhiệt Hình 5.67: Thiết lập sợi nhựa 89 89 Filament Diameter: đường kính sợi nhựa, phổ biến nhựa có đường kính 1,75mm; 3mm Extruder temperature: nhiệt độ in, tùy theo loại nhựa khác mà thiết đặt nhiệt độ in khác Đường kính đầu phun Khoảng rút nhựa Hình 5.68: Thiết lập đầu phun nhựa Nozzle diameter: Đường kính đầu phun nhựa Đường kính đầu phun nhựa yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới đường kính sợi nhựa phun Cần phải thiết lập với đường kính đầu phun có Retraction length: Chiều dài đoạn nhựa in bị rút ngược lại trước máy in di chuyển qua vùng không đùn nhựa để tránh nhựa bị chảy rớt Retraction lift Z: Chiều cao đầu đùn nâng lên trước rút ngược nhựa in di chuyển sang vị trí khác 5.9 Các kiểu chạy nhựa Slic3r cung cấp nhiều đường chạy nhựa khác để lựa chọn đường chạy nhựa tối ưu cho loại mẫu in khác Một số kiểu đường chạy đầu phun nhựa: 90 90 Hình 5.69: Kiểu rectilinear Hình 5.70: Kiểu line Hình 5.71: Kiểu concentric Hình 5.72: Kiểu honeycomb Hình 5.73: Kiểu hibertcurve Hình 5.74: Kiểu archimedeanchords Hình 5.75: Kiểu octagramspirals Hình 5.76: Kiểu 3dhoneycomb Mỗi kiểu chạy nhựa có ưu điểm nhược điểm riêng Kiểu rectilinear kiểu line giống nhay kiểu chạy nhiên kiểu line đường chạy nhựa có liên kết với có giảm thời gian đường chạy khơng khác với kiểu rectilinear khơng có liên kết với tốn thêm thời gian cho khoảng chạy không in Kiểu hilbertcure đường chạy nhựa có nhiều đường gấp khúc khơng nên chạy với tốc độ cao quán tính gia tốc vị trí lớn ảnh hưởng đến máy chất lượng mẫu in 91 91 Kiểu honeycomb, archimedeanchords, 3dhoneycomb kiểu chạy nhựa tượng đối phù hợp với lớp phía với kiểu chạy nhựa in với tốc độ cao Kiểu rectilinear, linear, concentric thường dùng cho lớp đáy lớp phía mẫu in đạt thẩm mĩ cao mặt khác lớp không yêu cầu chạy tốc độ cao nên sử dụng kiểu 92 92 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ Kết luận Sau q trình nghiên cứu, tính tốn thiết kế, nhóm chế tạo thành cơng mơ hình máy in 3D, với dung sai chi tiết dao động từ 0,1 ~ 0,2 mm Vật liệu sử dụng trình in nhựa ABS nhựa PLA Thơng số kỹ thuật: Thơng số Giá trị Kích thước máy 340x340x380 mm Không gian làm việc 200x200x200 mm Không gian in tối ưu 190x190x190 mm Tốc độ in tối đa 150 mm/s Tốc độ in tối ưu 90 ~ 120 mm/s Nguồn điện 220V Bảng 6.1: Thông số kỹ thuật Hình 6.1: Mơ hình thiết kế máy in 3D 93 93 Hình 6.2: Mơ hình thực tế Quy trình vận hành máy Quy trình vận hành máy thể qua sơ đồ khối: File 3D STL Phần mềm CAM Xuất file Gcode Phần mềm điều khiển LCD Đưa trục home Gia nhiệt đầu phun, bàn nhiệt Bắt đầu in Trục X,Y home,lấy sản phẩm Hoàn thành in Hình 6.3: Sơ đồ khối trình in Để điều khiển máy in giao diện máy tính bước kết nối máy in với máy tính thông qua cáp kết nối USB kết nối board điều khiển máy tính Mở giao diện phần mềm pronterface Trên giao diện phần mềm pronterface, chọn cổng kết nối (Port) thông số Baudrate Nhấn nút connect để kết nối máy in với phần mềm 94 94 Sử dụng nút di chuyển trục X, Y, Z để di chuyển trục, có bước di chuyển sử dụng 0,1mm, 1mm, 10mm, 100mm Dùng phím home để chuẩn trục Thiết lập baudrate Cổng USB kết nối máy in Kết nối máy in phần mềm Nạp gcode cho máy Chế độ điều khiển manual Nhập lệnh thủ cơng Hình 6.4: Các chức điều khiển Nhấn phím Load file để đưa mơ hình vào phần mềm đưa định dạng file STL, file Gcode Để bắt đầu in nhấn nút Print, nhấn nút Pause để tạm dừng trình in Để nhập thủ công câu lệnh, nhập lệnh vào sau nhấn nút send để gửi lệnh vào máy in Để kết thúc phiên làm việc, ngắt kết nối máy tính máy in Đối với trường hợp khơng sử dụng máy tính ta sử dụng module LCD để điều khiển máy Sử dụng nút xoay phía trước LCD để lựa chọn chức sử dụng Một số chức sử dụng LCD gồm: • Di chuyển trục X, Y, Z, E với bước dịch chuyển 0,1mm, 1mm, 10mm • • Gia nhiệt cho đầu phun Autohome trục 95 95 • Thiết lập thơng số tốc độ in, nhiệt độ gia nhiệt,… Cây thư mục module LCD thể hện sơ đồ: Hình 6.5: Sơ đồ thư mục Trước vận hành máy nên bôi lớp keo dán lên bề mặt bàn in để tăng độ kết dính lớp in Trước bắt đầu in cần di chuyển đầu phun vị trí an tồn sau dùng lệnh thủ cơng cho đùn sợi nhựa khoảng 10mm sau lau vết nhựa để đảm bảo đầu phun không bị tắc nhựa Nhược điểm: Hiện máy số nhược điểm như: 96 96 - Độ ổn định hệ thống chưa tốt Dung sai sản phẩm chưa ổn định, chiều dày lớp in nhỏ dung sai thấp Một số hình ảnh sản phẩm từ máy: Hình 6.6: Một số sản phẩm từ máy Hướng phát triển: - Khắc phục lỗi máy Xây dựng máy in in nhiều màu sắc - Cải thiện tốc độ in cao Nghiên cứu vật liệu in khác có chất lượng cao 97 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt [1] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, tập 2, NXB giáo dục Việt Nam, 2010 [2] Trần Quốc Hùng, Thiết kế máy cắt kim loại, đại học sư phạm kỹ thuật Hổ Chí Minh [3] Trần Quốc Hùng, giáo trình dung sai kỹ thuật đo, NXB đại học quốc gia thành phốHồ Chí Minh, 2013 [4] PGS TS Đặng Thiện Ngơn, Giáo trình trang bị - điện điện tử máy công nghiệp, NXB đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2013 Nguồn khác [5] Ball screw catalouge, PMI, link www.pmi-amt.com/en/support [6] HIWIN Linear guideway catalouge, link www.hiwin.com/downloads.html [7] www.us.misumi-ec.com/ [8] www.reprap.org [9] www.orientalmotor.com 98 98 ... nghệ in 3D số mẫu máy in 3D điển hình sử dụng phổ biến thị trường từ làm tiền đề cho việc lựa chọn kế cấu công nghệ in sử dụng đồ án CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Khái quát chung máy in 3D Máy in. .. tiêu nghiên cứu Đề tài nhằm mục đích nghiên cứu thiết kế chế tạo máy in 3D sử dụng công nghệ in FDM, thay đổi số thiết kế so với số dòng máy in 3D truyền thống, nâng cao chất lượng mẫu in, tốc... TẮT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY IN 3D SỬ DỤNG CƠ CẤU COREXY Trong năm trở lại đây, công nghệ in FDM (Fused Deposition Molding) phát triển nhanh với ưu điểm vật liệu dễ kiếm, không gây độc hại, kết