Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy in 3d kim loại

ĐỒN THANH NIÊN CỘNG SẢN HỒ CHÍ MINH BAN CHẤP HÀNH TP HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH DỰ THI GIẢI THƯỞNG SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC EURÉKA LẦN THỨ XX NĂM 2018 TÊN CƠNG TRÌNH: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY IN 3D KIM LOẠI LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU: Kỹ thuật công nghệ CHUYÊN NGÀNH: Cơ khí -Tự động hố Mã số cơng trình: …………………………… (Phần BTC Giải thưởng ghi) i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU v DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH vi TÓM TẮT ĐỀ TÀI x ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Lí chọn đề tài Nhiệm vụ đề tài Nội dung đề tài Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY IN 3D KIM LOẠI 1.1 Sơ lược công nghệ in 3D 1.2 Ứng dụng lĩnh vực 1.3 Tình hình ứng dụng 11 Chương 2: MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 13 2.1 Mục tiêu 13 2.2 Phương pháp nghiên cứu 13 Chương 3: NỘI DUNG THỰC HIỆN VÀ KẾT QUẢ CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU 14 3.1 Yêu cầu cần thiết thiết kế 14 3.2 Thiết kế phần khung 14 3.3 Chất liệu khung lề 15 3.4 Khớp nối, giá đỡ trượt trục 17 3.4.1 Khớp nối, giá đỡ trục X, Z 17 3.4.2 Giá đỡ trục Z 19 3.4.3 Giá đỡ motor X,Y 20 ii 3.4.4 Thanh trượt – trượt vng tuyến tính MGN12C 21 3.4.5 Con trượt trịn kín SCS ty trượt trịn 22 3.4.6 Gối đỡ trục SK12 24 3.4.7 Gối đỡ trục KP08 24 3.5 Truyền động vít me – đai ốc 26 3.5.1 Khớp đỡ vít me KFL000 26 3.5.2 Cơ cấu vít me – đai ốc trượt 26 3.6 Truyền động đai – truyền đai 29 3.7 Đô ̣ng bước STEP 31 3.7.1 Sơ lược động bước 31 3.7.2 Khớp nối 32 3.8 Máy hàn MIG – MAG 33 3.8.1 Giới thiệu công nghệ hàn MIG & MAG 33 3.8.2 Đặc điểm công nghệ trình hàn MIG – MAG 35 3.8.3 Các phương thức chuyển dịch kim loại GMAW điển hình 36 3.8.4 Ưu nhược điểm máy hàn MIG - MAG 39 3.8.5 Chế độ hàn MIG - MAG 40 3.8.6 Máy hàn điện tử HK MIG200Y 43 3.8.6 Dây hàn GM-70S 45 3.8.7 Cấu tạo mỏ hàn MIG – MAG 47 3.8.8 Cơng tắc hành trình V165 - 1A5 mỏ hàn máy HK MIG 200Y 48 3.8.9 Khí bảo vệ - Khí CO2 49 3.9 Phần board mạch linh kiện điều khiển 50 3.9.1 Board điều khiển – MKS gen v1.4 50 3.9.2 Board driver cho động bước 52 iii 3.9.3 Màn hình LCD Touch Screen TFT 28 54 3.9.4 Relay công suất 12VDC 54 3.10 Bộ nguồn 55 3.11 Các linh kiện chi tiết khác 56 3.11.1 Cụm bàn Z 56 3.11.2 Các linh kiện khác 57 3.12 Kết thiết kế thi cơng mơ hình 57 3.12.1 Thiết kế thi cơng khí 57 3.12.2 Thi cơng khí 59 3.12.3 Lập trình điều khiển 62 3.12.4 Firmware 62 3.12.5 Phần mềm điề u khiể n in 3D kim loại Repetier 67 3.12.6 Thiết lập kết nối wifi với điện thoại 73 3.12.7 Kết trình in 3D gia cơng sản phẩm mẫu 78 Chương KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 80 4.1 Kết luận 80 4.2 Đề nghị 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CAD Computer Aided Design CAM Computerized Aided Manufacturing CV Constant Voltage FDM Fused Deposition Modeling GMAW Gas Metal Arc Belding MAG Metal Active Gas MIG Metal Inert Gas SLA Stereo Lithography Apparatus v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật trượt vuông MGN12C 21 Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật trượt tròn SCS 23 Bảng 3.3 Thơng số kỹ thuật khớp đỡ vít me KFL000 .26 Bảng 3.4 Phân biệt hàn MIG hàn MAG 34 Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật máy HK MIG200Y .44 Bảng 3.6 Quy cách đóng gói dây hàn 46 Bảng 3.7 Cơ tính mối hàn 46 Bảng 3.8 Thành phần hóa học dây hàn 46 Bảng 3.9 Bảng thông số theo đường kính dây hàn 47 Bảng 3.10 Một số linh kiện điện 55 vi DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sản phẩm máy in 3D vật liệu in kim loại Hình 1.2 Sản phẩm tạo mẫu nhanh Hình 1.3 Máy in 3D sản xuất Việt Nam .3 Hình 1.4 Các ứng dụng máy in 3D kim loại Hình 1.5 Cơng Nghệ SLA Hình 1.6 Công nghệ FDM Hình 1.7 Nguyên lý hoạt động công nghệ LOM Hình 1.8 Mơ tả cơng nghệ 3DP Hình 1.9 Công nghệ SLS Hình 1.10 Các mơ hình từ in 3D 10 Hình 1.11 Mơ hình thiết kế sản phẩm in 3D .11 Hình 1.12 Máy in thức ăn Essential Dynamics có giá $2,995 11 Hình 1.13 MaketBot bán thị trường với giá 1,999$ 12 Hình 3.1 Bản thiết kế phần khung hoàn chỉnh 15 Hình 3.2 Nhơm định hình V-rail 20X20 15 Hình 3.3 Nhơm định hình V-rail vẽ solid works 16 Hình 3.4 Thành phần hóa học hợp kim nhôm 17 Hình 3.5 Bản vẽ má trái cụm trụm X .18 Hình 3.6 Bản vẽ má phải cụm trụm X .18 Hình 3.7 Bản vẽ đỡ cụm Z 19 Hình 3.8 Bản vẽ đỡ cụm Z 19 Hình 3.9 Bản vẽ giá đỡ motor X 20 Hình 3.10 Bản vẽ giá đỡ motor Y 20 Hình 3.11 Con trượt vng MGN12C .21 Hình 3.12 Sơ đồ cấu trúc trượt vng tuyến tính MGN12C 22 Hình 3.13 Kết cấu trượt trịn SCS .23 Hình 3.14 Thanh ty trượt tròn 23 vii Hình 3.15 Gối đỡ trục đứng SK12 24 Hình 3.16 Gối đỡ trục KP08 25 Hình 3.17 Khớp đỡ vít me KFL000 26 Hình 3.18 Vít me 27 Hình 3.19 Kết cấu đai ốc nửa 28 Hình 3.20 Truyền động đai 29 Hình 3.21 Biên dạng đai 30 Hình 3.22 Đai GT2 pulley 30 Hình 3.23 Động bước 31 Hình 3.24 Bên động bước 31 Hình 3.25 Cấu tạo động bước cách điều khiển 32 Hình 3.26 Thơng số kích thước khớp nối 33 Hình 3.27 Cơng nghệ hàn Mig - Mag 33 Hình 3.28 Sơ đồ lắp thiết bị hàn (GMAW tổng quát) MIG – MAG điển hình .34 Hình 3.29 Đặc điểm hàn MIG – MAG 35 Hình 3.30 Đặc trưng chuyển dịch kim loại hàn MIG - MAG 36 Hình 3.31 Dịng tới hạn để có chuyển dịch phun (dây 1.6 – Ar + 1% O2) 37 Hình 3.32 Chuyển dịch cầu 38 Hình 3.33 Biến thiên dịng điện điện áp hàn chuyển dịch ngắn mạch 38 Hình 3.34 Các giai đoạn chuyển dịch xung .39 Hình 3.35 Đồ thị quan hệ tốc độ đẩy dây hàn dịng điện hàn .40 Hình 3.36 Đồ thị quan hệ dịng điện hàn hình dạng mối hàn 41 Hình 3.37 Quan hệ điện áp hồ quang hình dạng mối hàn 41 Hình 3.38 Đồ thị quan hệ tốc độ hàn hình dạng mối hàn 42 Hình 3.39 Hướng hàn (hàn trái) .42 Hình 3.40 Chi tiết mối hàn .42 Hình 3.41 Khoảng cách miệng phun kim loại hàn 43 Hình 3.42 Máy hàn Mig HK MIG 200Y 44 Hình 3.43 Phân loại dây hàn 45 viii Hình 3.44 Cuộn dây hàn GM-70S 45 Hình 3.45 Dây hàn GM-70S Ø 1.0mm 47 Hình 3.46 Cấu tạo mỏ hàn MIG - MAG 47 Hình 3.47 Cấu tạo mỏ hàn máy hàn HK MIG200Y 48 Hình 3.48 Cơng tắc hành trình V165 – 1A5 49 Hình 3.49 Bình khí CO2 50 Hình 3.50 Sơ đồ mạch in MKS Gen v1.4 51 Hình 3.51 Sơ đồ mạch điện MKS Gen v1.4 51 Hình 3.52 Sơ đồ kết nối linh kiện mạch MKS-Gen v1.4 52 Hình 3.53 Board A4988 52 Hình 3.54 Mạch nguyên lý Driver Step Motor 53 Hình 3.55 Module LCD Touch Screen TFT 28 chân kết nối 54 Hình 3.56 Màn hình hiển thị LCD Touch Screen TFT 28 .54 Hình 3.57 Module điều khiển relay 12VDC 55 Hình 3.58 Nguồn tổ ong… 55 Hình 3.59 Nguồn LITEON 55 Hình 3.60 Cụm Z 56 Hình 3.61 Bu lơng, ke góc, trượt .57 Hình 3.62 Chân đế cao su 57 Hình 3.63 Bản thiết kế phần khung hồn chỉnh .58 Hình 3.64 Cụm truyền động trục X 58 Hình 3.65 Cụm truyền động trục Y 59 Hình 3.66 Cụm truyền động trục Z 59 Hình 3.67 Mơ hình thực tế cụm trục X 60 Hình 3.68 Mơ hình thực tế cụm trục Y 60 Hình 3.69 Mơ hình thực tế cụm trục Z 61 Hình 3.70 Gắn sơ đầu hàn lên máy .61 Hình 3.71 Arduino IDE 62 Hình 3.72 Giao diện Arduino IDE .62 ix Hình 3.73 Nội dung Configuration.h .63 Hình 3.74 Giao diện Repetier – Host Windows 67 Hình 3.75 Giao diện phần mềm .68 Hình 3.76 Bước chọn file chỉnh sửa chất lượng vật thể in .68 Hình 3.77 Bước chọn file chỉnh sửa chất lượng vật thể in .69 Hình 3.78 Bước chọn file chỉnh sửa chất lượng vật thể in .69 Hình 3.79 Bước trình cài đặt thông số phần mềm 70 Hình 3.80 Bước q trình cài đặt thơng số phần mềm 70 Hình 3.81 Bước q trình cài đặt thơng số phần mềm 71 Hình 3.82 Cơng cụ chỉnh đối tượng in .71 Hình 3.83 Màn hình điều khiển máy in thơng qua máy tính 72 Hình 3.84 Các file liên quan kết nối wifi 73 Hình 3.85 Bước wifi 75 Hình 3.86 Bước wifi 75 Hình 3.87 Bước wifi 75 Hình 3.88 Hiển thị menu 77 Hình 3.89 Test wifi kết nối mạch .78 Hình 3.90 Quá trình tạo mẫu kim loại .79 Hình 3.91 Quá trình tạo mẫu thử kim loại chạy kiểm tra 79 Hình 3.92 Mẫu kim loại sau gia công 3D làm bóng .79 68 Hình 3.75 Giao diện phần mềm * Cách chọn file in chỉnh chất lượng vật thể in: Cửa sổ bên phải “Object Placement” danh sách tất vật thể cần in Cửa sổ bên trái “3D View” mơ hình 3D vật thể có danh sách “Object Placement” Có thể chọn nhiều vật thể để in lúc Khơng vượt q hình khối bao quanh Click "Load" để chọn file cần in vào phần mềm (file có phần mở rộng stl), sau xếp cho hợp lý Click vào tab slicer Hình 3.76 Bước chọn file chỉnh sửa chất lượng vật thể in 69 Hình 3.77 Bước chọn file chỉnh sửa chất lượng vật thể in Hình 3.78 Bước chọn file chỉnh sửa chất lượng vật thể in Trong phần này, Quality để chọn độ dày lớp in mà ta cấu hình lúc trước Tiếp đó, vào Fill quanlity để chọn độ đặc rỗng sản phẩm, đặt 20% Click vào “Slice WithCuraEngine” để xuất file in Click vào "Save for SD Printer" để lưu file vào thẻ nhớ click "Save to File" để lưu vào ổ đĩa cứng máy tính sau copy vào thẻ nhớ Hai cách có khác đểu hoạt động giống 70 Sau lưu file vào thẻ nhớ bạn bỏ thẻ nhớ vào máy in hình LCD click in từ thẻ nhớ * Cách cài đặt thông số phần mềm: - Click “Printer Setting”  cửa sổ cài đặt xuất hiện, chọn tab “Connection”  tab “Connection”, Baud Rate “115200” kết nối firmware máy in Port chọn “COM” cổng kết nối với PC máy tính Trong tab “Printer Shape”, thơng số Print Area Depth Print Area Height thơng số kích thước vật thể in lớn Đơn vị tính mm Sau hồn tất click “Apply” “OK” Hình 3.79 Bước q trình cài đặt thơng số phần mềm Hình 3.80 Bước q trình cài đặt thơng số phần mềm 71 Hình 3.81 Bước trình cài đặt thông số phần mềm * Công cụ chỉnh đối tượng in: Hình 3.82 Cơng cụ chỉnh đối tượng in 1/ Copy objects : Copy nhiều đối tượng giống Chức cho phép copy nhiều đối tượng giống lúc tự động xếp từ 2/ Autoposition : Tự động xếp Khi bạn đưa nhiều đối tượng in 3D vào phần mềm, phần mềm xếp cách tự động đưa từ 3/ Center Postion : Canh đối tượng 72 Tương tự Autoposition phần mền đưa đối tượng bạn chọn vào bàn in 4/ Scale Objects : Chỉnh tỉ lệ đối tượng Chức cho bạn tăng giảm tỉ lệ đối tượng cần in mà không cần vẽ lại scale phần mềm vẽ 3D 5/ Scale Objects : Quay đối tượng in Đôi bạn cần xếp đối tượng cho phù hợp cần quay cạnh đối tượng Thì chức cho phép bạn quay đối tượng chọn qua trái, phải, trên, góc tùy ý (tính độ) * Điều khiển máy in thơng qua máy tính: Khi kết nối máy in với máy tính thơng qua cổng USB, bạn điều khiển trực tiếp máy tính mà khơng cần thơng qua LCD Ngồi phần mềm hiển thị rõ nhiệt độ, thời gian in, lệnh in Bạn gõ lệnh gcode trực tiếp phần mềm để điều khiển máy in mà LCD khơng có chức Hình 3.83 Màn hình điều khiển máy in thơng qua máy tính 1/Trở Home Biểu tượng ngơi nhà có chức đưa vị trí truc X, Y, Z trở vị trí Khi click biểu tượng ngơi nhà X trục X chạy đến đụng cơng tắc hành trình (endstop), ngừng lại phần mềm hiểu vị trí Tương tự cho trục Y, Z tất 73 2/ Di chuyển trục X, Y Di chuyển trục X,Y theo mm Khi rê chuột vào mũi tên hiển thị 0.1 , 1, 10 50mm Bạn chọn số mm cần dịch chuyển trục theo hướng trái phải 3/ Vơ hiệu hóa động bước Biểu tượng nút nguồn dùng để vơ hiệu hóa động bước Khi click nút "trở home" "di chuyển trục" motor giữ khơng cho phép kéo tay trục Để kéo tay phải click nút vơ hiệu hóa động bước 4/ Mở quạt thổi nguội sợi nhựa Quạt thổi nguội sợi nhựa nằm đầu phun, mở tự động in đến lớp thứ Quạt tự động điều mạnh hay yếu trình in Nếu bạn muốn quạt chỉnh theo ý muốn bạn chọn mục này, độ mạnh yếu tính theo % 5/ Nhiệt độ đầu phun Tắt mở nhiệt độ đầu phun, thay đổi giá trị nhiệt độ 6/ Di chuyển trục Z Tương tự mục số dùng di chuyển trục Z lên xuống 7/ Đùn nhựa Đùn nhựa hoạt động nhiệt độ đầu phun phải đạt từ 170 độ trở lên Khi nhiệt độ chưa đạt đùn nhựa khơng hoạt động cho dù bạn có bấm vào nút Nút dùng để kéo sợi nhựa vào đầu phun 3.12.6 Thiết lập kết nối wifi với điện thoại Hình 3.84 Các file liên quan kết nối wifi 74 Cfg_wifi_type : kết nối với HLK_Wifi ( hỗ trợ kết nối wifi ) Cfg_wifi_mode : ( kết nối từ ap điện thoại ) Cfg_wifi_ap_name : iPhone ( kết nối với 3G điện thoại) Cfg_wifi_key_code: Password kết nối với 3G điện thoại * Các bước thực hiện: Bước 1) Cài đặt Arduino trình điều khiển (Vui lịng tải phiên Arduino IDE 1.5.X, bạn nên tải xuống phiên 1.5.4 IDE) Trước tiên, tải Arduino IDE từ https://www.arduino.cc/en/Main/OldSoftwareReleases#previous Bước 2) sử dụng cáp USB để kết nối Arduino Mega2560 PC bạn Máy bạn nên phát Arduino Mega2560 cài đặt trình điều khiển tự động Nếu trình điều khiển khơng thể cài đặt tự động, bạn tải xuống trình điều khiển từ liên kết sau: osoyoo.com/driver/FAT 232 driver.rar Giải nén tập tin chạy chương trình cài đặt Bước 3) Cài đặt thư viện U8glib vào Arduino IDE Nếu bạn cài đặt U8glib, bỏ qua bước này> Đầu tiên: Tải xuống thư viện U8glib từ thư viện OSOYOO U8glib Sau đó, Arduino IDE -> Sketch-> Include Library-> Add Zip Library, chọn tệp zip bạn vừa tải xuống tải vào IDE xem hình ảnh sau: 75 Hình 3.85 Bước wifi Bước 4) Trong Arduino IDE-> Tools-> Board chọn Arduino Mega 2560: Hình 3.86 Bước wifi Trong Tools-> Port chọn cổng COM kết hợp với Arduino Mega2560 (xem hình bên dưới) Hình 3.87 Bước wifi Bước 5) Giải nén tập tin trên, bạn thấy thư mục có tên "Marlin" 76 Trong thư mục Marline trên, có tệp Configuration.h xác định số giá trị thiết lập cấu hình phần cứng quan trọng Vui lòng đọc hướng dẫn sau để thay đổi tệp Configuration.h configuration_adv.h theo tình phần cứng bạn: A) Nếu bạn kết nối bảng MKS Gen / Base với hai động servo trục Z, vui lòng thực thay đổi sau, Trong dòng configuration.h 248 đến 253: #define INVERT_X_DIR sai // cho Mendel đặt thành false, cho Orca đặt thành true #define INVERT_Y_DIR // cho Mendel đặt thành true, cho Orca đặt thành false #define INVERT_Z_DIR sai // cho Mendel đặt thành false, cho Orca đặt thành true #define INVERT_E0_DIR sai // cho máy đùn ổ đĩa trực tiếp v9 đặt thành true, cho máy đùn đặt thành false #define INVERT_E1_DIR sai // cho máy đùn ổ đĩa trực tiếp v9 đặt thành true, cho máy đùn đặt thành false #define INVERT_E2_DIR sai // cho máy đùn ổ đĩa trực tiếp v9 đặt thành true, cho máy đùn đặt thành false dòng bỏ ghi configuration_adv.h 148 #define Z_DUAL_STEPPER_DRIVERS sau: #define Z_DUAL_STEPPER_DRIVERS // vơ hiệu hóa dịng bạn có động Z Bước 6) Trong Arduino IDE-> File-> Open, tìm Marlin Folder mở Marlin Arduino File (Marlin.ino) IDE bạn biên dịch firmware tải vào bảng Mega2560 Có thể có số thơng báo lỗi cảnh báo q trình biên dịch, bỏ qua thơng báo Sau phần mềm nạp vào Arduino Mega2560, hình LCD bạn hiển thị menu máy in 3D theo hình ảnh sau: 77 Hình 3.88 Hiển thị menu Bây bạn kiểm sốt máy in cho phù hợp Code: #wifi loại (0: MKS TFT-WIFI 1: MKS HLKWIFI > cfg_wifi_type: Chọn: MKS TFT-WIFI #wifi mode (0: sta; 1: ap) > cfg_wifi_mode: Chọn: STA #wifi name > cfg_wifi_ap_name: TP-LINK_C944 Đặt tên WIFI giống định tuyến yêu cầu #mật mạng wifi > cfg_wifi_key_code: makerbase Đặt mật giống định tuyến yêu cầu #cloud services (0: disable; 1: bật) > cfg_cloud_enable: #cloud ip > cfg_wifi_cloud_host: www.baizhongyun.cn 78 # cổng dịch vụ đám mây > cfg_cloud_port: 10086 # IP động > cfg_ip_dhcp_flag: # IP / mặt nạ / cổng > cfg_ip_address: 192.168.3.100 > cfg_ip_mask: 255.255.255.0 > cfg_ip_gate: 192.168.3.1 Sau kết nối wifi, ta có được: Hình 3.89 Test wifi kết nối mạch 3.12.7 Kết trình in 3D gia cơng sản phẩm mẫu Tồn công cụ phần mềm điều khiển máy tạo mẫu in 3D phần mềm nguồn mở sẵn có miễn phí (http://www.appropedia.org/Open-source_metal_3-D_printer) Firmware mã nguồn mở (Repetier-Firmware) dịch lệnh mã G-codes xuất từ máy tính thành xung tới vi điều khiển để chạy điều khiển động bước, thực chuyển động xác súng hàn MIG bàn máy Phần mềm Repetier-Host chạy máy tính tạo File liệu G-code gửi đến điều khiển 79 Hình 3.90 Quá trình tạo mẫu kim loại Các mơ hình dựa thiết kế theo mong muốn định dạng chuẩn stereolithography (STL) chuyển đổi thành mã G-codes tạo "slicer” hay gọi lát cắt mơ hình thơng qua trục Z Hình 3.91 Quá trình tạo mẫu thử kim loại chạy kiểm tra Mẫu in kim loại sau trình gia công bề mặt máy phay đảm bảo tính đặt tính cấu trúc kim loại Hình 3.92 Mẫu kim loại sau gia cơng 3D làm bóng 80 Chương KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận Máy có khả gia cơng tạo hình in 3D kim loại chi tiết kích thước từ Dài x Rộng x Cao khoảng từ 250x250x150 mm Kết cấu máy dễ chế tạo độ xác tạo hình tương đối có khả nội suy đường thẳng, đường cong đạt độ xác cao với sai số từ ±1 ÷ 1.5mm, tốc độ di chuyển đầu in 3D đạt vận tốc tối đa 30mm/s, công suất tạo mẫu tùy thuộc vào kích thước hình dáng chi tiết sản phẩm Kết cấu máy gọn nhẹ, dễ tháo lắp sử dụng thay đổi kết cấu thực thực lại q trình in 3D thơng thường Polyme Có tính ứng dụng cao lĩnh vực giáo dục, sản xuất xây dựng, giải trí giá thành cạnh tranh Giá thành dự tính để đưa vào thương mại trung bình khoảng 50 triệu đồng/máy * Tuy nhiên mặt hạn chế sau: Kết cấu đùn kim loại sử dụng vật liệu kim loại que hàn liên tục máy hàn MIG máy có độ sai số cao bề mặt tạo mẫu cịn thơ Độ xác máy chưa cao, bề mặt chi tiết thô, phải gia công lại máy gia cơng Bên cạnh sử dụng mỏ hàn từ máy hàn MIG nên cồng kềnh hiệu chỉnh Các hệ thống máy cấu tạo tương đối chưa phù hợp khơng có thiết bị che chắn hồ quang hàn, chưa thiết bị bảo hộ đảm bảo an toàn hàn bị bỏng tia lửa tiếp xúc với bên Do cần thiết kế hệ thống che chắn đảm bảo suốt trình vận hành 4.2 Đề nghị Thiết bị mơ hình máy in 3D kim loại dựa nguyên lý sử dụng dây hàn MIG phát triển phù hợp tương lai ngun lý đơn giản, dễ chế tạo triển khai rộng rãi với giá thành chấp nhận 81 Cần nghiên cứu chế tạo loại vật liệu dây hàn MIG có đường kính nhỏ từ 0.1 đến 0.2 để bề mặt không nên thô, đảm bảo độ xác tương đối Tốc độ di chuyển bàn máy cần tối ưu hóa, cần nghiên cứu thêm chức đẩy dây hàn thương mại sau cho phù hợp để tăng độ bóng bề mặt tốt Điện áp cần kiểm soát tương ứng tốc độ trì dịng ổn định cường độ dòng hàn để thành kim loại đắp phù hợp thức đẩy dây hàn dây điện áp cho thương mại có sẵn dây hàn mỏng Điều cho phép cải tiến độ phân giải Tiếp theo, nguyên mẫu phát triển có hai điều khiển riêng biệt điều khiển sân khấu cần phải kết hợp với MIG Ở tốc độ thức ăn dây hàn song song với tỷ lệ máy in 3D đùn, việc kiểm sốt hình thành khối kim loại khó khăn nhiều so với kiểm soát tương đối đơn giản nhiệt độ máy đùn Việc chọn tốc độ đắp kim loại hợp lý phải dựa vào kinh nghiệm tiêu chuẩn điều khiển thợ hàn MIG cho phép kiểm soát tốc độ điện áp dây Thư hai tập trung vào việc tích hợp trực tiếp với thiết bị điện tử điều khiển MIG, bỏ qua đầu vào người dùng analog hoàn toàn 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hữu Lộc: Cơ sở thiết kế máy NXB Đại Học Quốc Gia TP HCM, 2008 [2] Gerald C Anzalone, Chenlong Zhang, Bas Wijnen, Joshua M Pearce, A LowCost Open-Source Metal 3-D Printer IEEE Access, Page(s): 803 – 810, 2013 [3] A Gebhardt, Rapid Prototyping, Germany, Berlin:Hanser Verlag, 2003 [4] N Crane, J Tuckerman, G N Nielson, "Self-assembly in additive manufacturing: Opportunities and obstacles", Rapid Prototyping J., vol 17, no 3, pp 211-217, 2011 [5] S Upcraft, R Fletcher, "The rapid prototyping technologies", Assembly Autom., vol 23, pp 318-330, Jan 2012 [6] Máy hàn điện tử HK MIG200Y, Hồng Ký www.hongky.com/may-han-dien-tuhk-mig200y [7] Ball screw catalouge, PMI, http://www.pmi-amt.com/en [8] HIWIN Linear guideway catalouge, www.hiwin.com/downloads.html [9] www.reprap.org [10] www.repetier.com [11] www.orientalmotor.com [12] www.weldtec.com.vn [13] www.forbes.com [14] www 3dprinting.com/metal/ [15] www.creatz3d.com.vn [16] www.sangtaokythuat.com [17] http://www.appropedia.org/Open-source_metal_3-D_printer ... hóa ý tưởng sáng tạo v.v… máy in 3D Hình 1.4 Các ứng dụng máy in 3D kim loại Từ những thực tiễn khả quan đó, nhóm nghiên cứu chọn đề tài :“ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY IN 3D KIM LOẠI” Nhiệm vụ... vấn đề in 3D kim loại, mà khả ứng dụng công nghiệp sáng sủa đáng mong đợi Thực máy in 3D kim loại nghiên cứu chế tạo thành công, bên cạnh máy in 3D khác thực phẩm, vật chất sinh học hay chí vàng,... tạo mẫu nhanh Năm vừa qua, Trung tâm Thiết kế chế tạo Thiết bị thuộc Sở Khoa học Cơng nghệ Thành phố Hồ Chí Minh nghiên cứu thiết kế chế tạo thành công máy in 3D quy mơ phịng thí nghiệm Các nghiên