Công nghệ in 3D đã có những phát triển vượt bậc trong những năm gần đây công nghệ 3D đã giải quyết nhiều vấn đề mà máy CNC chính xác không thể giải quyết đƣợc đó là gia công tạo mẫu chính xác từ bên trong những sản phẩm đặc thù với yêu cầu độ phức tạp cao…Khi thực hiện in cần có file 3D để chuyển sang G code tuy nhiên nhiều chi tiết không có sẵn file 3D nhưng có vật mẫu và có hình dạng phức tạp gây tốn thời gian và công sức để đo đạc và vẽ lại Từ những cơ sở trên chúng em quyết định thiết kế MÁY IN VÀ SCAN 3D nhằm tích hợp hai chức năng in và quét vật thể nhỏ gọn dễ dàng cho người sử dụng
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY IN VÀ SCAN 3D Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS LÊ HỒI NAM TRẦN CƠNG THỌ VÕ THANH HÀ Đà Nẵng, 2017 TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY IN VÀ SCAN 3D Sinh viên thực hiện: Trần Công Thọ MSSV: 101120318 Võ Thanh Hà MSSV: 101120287 Lớp: 12CDT1 Nội dung làm đƣợc bao gồm vấn đề sau: Nhu cầu thực tế đề tài: Cơng nghệ in 3D có phát triển vƣợt bậc năm gần đây, công nghệ 3D giải nhiều vấn đề mà máy CNC xác khơng thể giải đƣợc, gia cơng tạo mẫu xác từ bên trong, sản phẩm đặc thù với yêu cầu độ phức tạp cao… C C Khi thực in cần có file 3D để chuyển sang G-code, nhiên nhiều chi tiết khơng có sẵn file 3D nhƣng có vật mẫu có hình dạng phức tạp, gây tốn thời gian công sức để đo đạc vẽ lại R L T U D Từ sở trên, chúng em định thiết kế MÁY IN VÀ SCAN 3D nhằm tích hợp hai chức in quét vật thể nhỏ gọn, dễ dàng cho ngƣời sử dụng Phạm vi nghiên cứu đề tài tốt nghiệp: Tìm hiểu nguyên lý hoạt động quét vật thể in 3d Thiết kế sơ đồ động máy Tính tốn, thiết kế hệ truyền động Nghiên cứu chọn sơ đồ mạch lập trình Thiết kế thi cơng mơ hình Nội dung đề tài thực hiện: Số trang thuyết minh: 69 Số vẽ A0: Mô hình: mơ hình máy in scan 3D Đĩa CD gồm tập tin liên quan Kết đạt đƣợc: Máy vào hoạt động thực đƣợc chức in quét vật thể Máy có thiết kế nhỏ gọn, dễ tháo lắp Tuy nhiên máy in chƣa tốt quét vật thể chƣa xác chi tiết phức tạp ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÕA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TT Họ tên sinh viên Số thẻ SV Lớp Trần Công Thọ 101120318 12CDT1 Ngành Cơ Điện Tử Võ Thanh Hà 101120287 12CDT1 Cơ Điện Tử Tên đề tài đồ án: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY IN VÀ SCAN 3D Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Nội dung phần thuyết minh tính tốn: a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Nội dung Trần Công Thọ Võ Hà C C R L T Tìm hiểu hoạt động quét scan 3d Đƣa sơ đồ nguyên lý thiết kế phù hợp Tính tốn sức bền, lựa chọn chi tiết phù hợp Chạy thử máy, sửa lỗi Tìm hiểu cách sử dụng phần mềm Horus, Simplify3d, Meshlab U D b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên Trần Công Thọ Các vẽ, đồ thị: a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Trần Công Thọ Võ Thanh Hà b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên Võ Thanh Hà Nội dung Hoàn thành thuyết minh Nội dung Thiết kế chi tiết máy Lắp ráp thành máy hoàn chỉnh Nội dung Xuất vẽ 2D Họ tên người hướng dẫn: Phần/ Nội dung: Quá trình thiết kế chế tạo máy TS Lê Hoài Nam Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: 14/02/2017 20/05/2017 Trƣởng Bộ môn……………………… Đà Nẵng, ngày 20 tháng 05 năm 2017 Ngƣời hƣớng dẫn C C U D R L T LỜI NÓI ĐẦU Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy khoa Cơ khí môn Cơ điện tử trƣờng Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng tận tụy dạy dỗ, truyền đạt cho chúng em kiến thức quý báu năm học vừa qua để chúng em có kiến thức hoàn thành đƣợc đề tài Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy TS Lê Hoài Nam tận tình hƣớng dẫn, bảo chúng em suốt thời gian học tập thực đề tài Chúng xin chân thành cảm ơn gia đình ngƣời thân ủng hộ, động viên chúng trình học tập, nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn bạn tập thể lớp 12CDT tham gia đóng góp ý kiến suốt q trình thực để nhóm hồn thành tốt đề tài Mặc dù đƣợc hƣớng dẫn nhiệt tình thầy TS Lê Hồi Nam, nhƣng cơng nghệ cịn hạn chế, kinh nghiệm thiết kế chƣa trau dồi nhiều, tài liệu phục vụ cho cơng việc thiết kế cịn q nên không tránh khỏi bỡ ngỡ Sau thời C C R L T gian tháng làm đề tài nổ lực thân đƣợc hƣớng dẫn thầy TS Lê Hồi Nam, thầy giáo giúp đỡ bạn sinh viên khác khoa em hoàn thành xong đồ án thời gian qui định Một lần cho phép em gởi đến quí thầy bạn lịng biết ơn sâu U D Đà Nẵng, ngày 20 tháng 05 năm 2017 Nhóm sinh viên thực Trần Cơng Thọ i Võ Thanh Hà CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan phần nghiên cứu thể đồ án tốt nghiệp riêng tôi, không chép đồ án khác, sai tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm chịu kỷ luật khoa nhà trƣờng đề Sinh viên thực {Chữ ký, họ tên sinh viên} C C R L T U D ii MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU I CAM ĐOAN II MỤC LỤC III DANH MỤC HÌNH ẢNH VI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Quá trình phát triển công nghệ tạo mẫu 1.1.1 Thời kì đầu: tạo mẫu tay .2 1.1.2 Thời kì thứ 2: phần mềm tạo mẫu hay tạo mẫu ảo 1.1.3 Thời kì thứ 3: trình tạo mẫu nhanh 1.2 Ứng dụng công nghệ in 3D C C 1.3 Công nghệ scan - quét mẫu 3D 1.3.1 Ứng dụng thiết kế ngƣợc .9 R L T 1.3.2 Ứng dụng để kiểm tra sản phẩm 1.3.3 Ứng dụng thiêt kế khuôn .9 U D CHƢƠNG 2: GIỚI THIỆU MÁY IN VÀ SCAN 3D VÀ CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 10 2.1 Các bƣớc công nghệ 10 2.2 Một số công nghệ tạo mẫu nhanh điển hình 11 2.2.1 Công nghệ lập thể SLA 11 2.2.2 Công nghệ thiêu kết laser chọn lọc SLS 12 2.2.3 Công nghệ SGC 13 2.2.4 Công nghệ LOM 14 2.2.5 Công nghệ in chiều 14 2.2.6 Công nghệ FDM 15 2.3 Phân loại theo máy in theo cấu chấp hành 15 2.3.1 Cơ cấu chấp hành nối tiếp 15 2.3.2 Cơ cấu chấp hành song song .16 2.4 Các loại máy in 17 2.4.1.Cartesian .17 2.4.2.Delta 17 2.4.3.Polar 18 2.4.4 Scara 19 iii 2.5 Nguyên lý hoạt động chung máy in 20 2.6 Các loại máy scan 3d 20 2.6.1 Máy scan sử dụng công nghệ ánh sáng 20 2.6.2 Máy scan sử dụng công nghệ laser: .20 2.7 Chọn phƣơng án thuyết kế 21 CHƢƠNG 3: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CÁC 22 CƠ CẤU CƠ KHÍ 22 3.1 Chọn động cho cấu dẫn động trục 22 3.2.Tính thơng số truyền cho cấu dẫn hƣớng trục 24 3.2.1 Cơ cấu dẫn hƣớng trục X .24 3.2.2 Cơ cấu dẫn hƣớng trục Y (quay quanh trục Z) 26 3.2.3 Cơ cấu dẫn hƣớng trục Z .27 3.2.4 Cơ cấu scan 28 3.3 Tính chọn kích thƣớc máy 30 C C 3.4.Tính chọn ổ lăn 30 3.5.Tính chọn ổ bi trƣợt 30 R L T 3.6 Bộ đùn nhựa 31 3.7 Nhựa cho máy in 3D 32 3.7.1 Nhựa ABS 32 3.7.2.Nhựa PLA .33 3.7.3 Phân biệt khác nhựa ABS PLA 34 U D CHƢƠNG 4: TỔNG QUAN CÁC PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM SỬ DỤNG CHO SẢN PHẨM 36 4.1 Phần cứng 36 4.1.1 Giới thiệu mạch Arduino Mega 2560 36 4.1.2 Bo mạch điều khiển RAMPS 1.4 37 4.1.3 Động bƣớc NEMA 17 38 4.1.4 Chip A4988 40 4.1.5 Cảm biến nhiệt .41 4.1.6 Đầu phun E3D - v6 42 4.1.7 Red line laser .43 4.1.7.1 Giới Thiệu 43 4.1.8 Webcam c270 43 4.2 Phần mềm 44 4.2.1 Phần mền Arduino 44 4.2.2 Phần mền REPETIER HOST 52 iv 4.2.3 Phần mềm HORUS 62 KẾT LUẬN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC A: 69 C C R L T U D v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Thiết kế quần áo Hình 1.2 Chân tay giả Hình 1.3 Linh kiện thay Hình 1.4 3D để xây nhà Hình 1.5 Chế tạo quan cấy ghép bên thể .6 Hình 1.6 Chiếc xe kỹ sƣ Kim Kor Hình 1.7 Tác phẩm điêu khắc tiếng Hình 1.8 Một số mẫu máy in 3D .8 Hình 2.1 Q trình tạo mẫu cơng nghệ tạo mẫu nhanh .10 Hình 2.2 Nguyên lý công nghệ SLA .11 Hình 2.3 Cơ cấu chấp hành nối tiếp 16 C C Hình 2.4 Cơ cấu chấp hành song song 16 Hình 2.5 Cơ cấu máy in kiểu Cartesian 17 R L T Hình 2.6 Cơ cấu máy in kiểu Delta .18 Hình 2.7 Cơ cấu máy in kiểu polar 19 Hình 2.8 Cơ cấu máy in kiểu scara 19 Hình 3.1 Bản vẽ động bƣớc 23 Hình 3.2 Động bƣớc 23 U D Hình 3.3 Dây đai pulley GT2 24 Hình 3.4 Cấu tạo phận di chuyển theo trục X 25 Hình 3.5 Cấu tạo phận di chuyển theo trục Y 26 Hình 3.6: Cấu tạo phận di chuyển theo trục z 27 Hình 3.7 Ổ lăn .30 Hình 3.8 Vịng bi trƣợt tuyến tính 31 Hình 3.9 Bộ đùn nhựa theo cấu 31 Hình 3.10 Nhựa ABS 32 Hình 3.11 Nhựa PLA .33 Hình 3.12 Sự khác nhựa ABS PLA 34 Hình 4.1 Mạch Arduino Mega 2560 R3 36 Hình 4.2 Bo mạch Ramps-1.4 37 Hình 4.3 Động bƣớc NEMA 17 .39 Hình 4.4 Chip A4988 Stepper Motor Driver 40 Hình 4.5 Lựa chọn điều khiển động bƣớc 41 vi ... Nam Thiết kế, chế tạo máy in scan 3D Hình 1.3 Linh kiện thay - Tuy nhiên, với công nghệ in 3D rắc rối đƣợc giải dễ dàng Giờ bạn tải tập tin thiết kế linh kiện đó, sau sử dụng máy in 3D nhà để tạo. .. Hà Hƣớng dẫn: TS Lê Hoài Nam Thiết kế, chế tạo máy in scan 3D Hình 1.8 Một số mẫu máy in 3D - Phân khúc thứ hai trọng vào thƣơng mại hóa máy in 3D Ngồi dịng máy in 3D đƣợc sản xuất cho công ty,... Hoài Nam 53 Thiết kế, chế tạo máy in scan 3D Bƣớc 2: Chọn phạm vi làm việc, vị trí máy in C C R L T U D Hình 4.25 Thơng số kích thước, vị trí máy in Bƣớc 3: Thiết lập kích thƣớt máy in Hình 4.26