Nghiên cứu tối ưu hóa ảnh hưởng của yếu tố công nghệ đến độ chính xác của mẫu trong công nghệ chế tạo mẫu nhanh trên máy in 3D

TONG QUAN VE CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH BANG PHƯƠNG PHAP IN 3D

‘Tao mẫu nhanh là một nhóm các kỹ thuật được sử dụng để chế tạo một cách nhanh chóng một mô hình thu nhỏ của một bộ phận vật lý hoặc lắp ráp bằng cách sử dụng dữ liệu thết kế ba chiều có sự hỗ trợ của máy tính (CAD), Các chỉ iết hay cụm lắp rấp được ch tạo bằng công nghệ in 3D hay sin xuất bằng ác lớp bồi dp. “Cũng như các phương pháp sin xuất trừ CNC, quy trình thiết kế với sự hỗ trợ máy tính - sản xuất CAD -CAM trong quy trình tạo mẫu nhanh truyễn thống bắt đầu bằng việc tạo đữ liệu hình học, hoặc là khỗi 3D bằng mãy tram CAD hoặc cắt lát 2D sử đụng thiết bị quét. Để có được các q lạo didu khiển chuyển động cin thiết để điều khiển SEF thực tế, tạo mẫu nhanh, in 3D hoặc cơ chế sản xuất phụ gia, mô hình hình học được chun bị thường được cất thành các lớp và các lit được quết thành.

(Selective Laser Sintring-SLS) cũng bắt đầu hết hạn, tạo cơ hội cho những sing chế mới phát triển hơn nữa ngành sản xuất dip din, mở đường cho một thời kỳ phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp này trong tương lai rất gần. Cae phần mễm 3D khác nhau sử dụng thuật toán khác nhau để thể hiện vật thể rắn (Solid par), để thiết lập tinh thống nhất ~ định dang STL (StereoLithography) đã được áp dụng như là tiêu chuẩn của ngành công nghiệp tạo mẫu nhanh. C6 thể hình dung kỹ thuật này như sau: đặt một bệ đỡ rong thing chia nguyên liệu Tông, chùm tia laser di chuyền (theo thiết kế) lên mặt trên cùng của nguyên liệu long theo hình mặt cắt ngang của sin phim lim lớp nguyên liệu này cũng lại.

FDM là phương pháp dũng vật liệu dễ chảy như nhựa nhiệt dẻo, Đầu vòi phun gia nhiệt ha déo vật liệu, sau đó phun lên bệ đỡ theo hình mat cắt của vật mẫu thành từng, là độ rộng của đường phun phụ thuộc kích thước đầu vòi, nên cần lớp. (Cae mẫu in là hình hộp chữ nhật có kích thước lớn nhất là XxYxZ. Với XxY có giá trị. Do thời gian và dung cụ do. có hạn nên dé tài chi thí nghiệm mẫu in cho trục XxY trong phạm ví. Các mẫu được đo bằng thước cặp Mitutoyo có giá trị đo 0-300mm với độ chính. Phương pháp đo kiểm tra mẫu in. Ví dụ thí nghiệm chi kiểm tra trục Z nên các mẫu in có hình như 3.6. Phương php đo được tính từ mặt đấy của mẫu in lên các bE mặt A, B,C, D và lấy giá. trị trung bình của 4 mặt này để được kích thước chung cho chiều cao như sơ đồ sau. Mặt B Giá trị đo trung bình Mat đầy tia một chiều cao theo. Phương pháp tính giá trị sai số và gi. “rong quá trình in mẫu, vật lệu là nhựa PLA nóng chảy và nguội nhanh để kết dính làm cho nhựa có tinh co ngộ lại. Do vậy các kích thước do thực trên mẫu có xu hướng nhỏ hơn kích thước trên bản vẽ CAD, vi thể ta phải im giá t bù By đ chỉnh sửa lại. giá trị trên bản về CAD để cho giá trị thực do trên mẫu in gần với giá trị danh nghĩa. mà mình mong muễn. Giá bù By) tùy thuộc vào vật liệu in và máy in do nhà sản xuất qui định. Mục đích của việc điều chỉnh các giá trị dữ liệu đầu vào là đi tìm giá trị bù Bụ bởi vì độ chính xác của mẫu in phụ thuộc nhiều độ dy mỗi lớp in, các giá trĩ nghiên cứu trên máy in 3D Prusa 3i thực hiện cho trục X,Y,Z.

THỰC NGHIỆM CÁC MẪU IN TREN MAY IN 3D PRUSA 31

Nó biên địch tệp 3D STL, OBI hoặc 3MF sang định dạng mà mấy in có thể hiểu được, Máy in 3D sử dụng sợi nhựa hợp nhất (FEF) in các lớp,. Cura 3D lấy mô hình 3D và tìm ra cách các lớp đồ được đạt trên bản in và tạo một bộ hướng dẫn cho my in tuân theo lớp trên lớp Chúng được gọi là 'ode, một tải liệu văn bản kết thúc bằng phần mở rộng tệp. -_ Bước 2 = Thực hiện thao tác đo lẫy số liệu kích thước thực cho các trục X.Y, Bing số iệu của các trục X,Y,Z sau khi in 10 mẫu và ấy giá trị trung bình của các.

‘Qua biểu đồ thể hiện sai số của 3 trục có giá trị sai lệch so với kích thước mong muốn,. Kích thước hiệu chỉnh trên các trục BX,BY,Z, = Kích thước danh nghĩa (Xo,Yo.Zo) ~ Giá trị sai lệch trên các trục (AX,AY,AZ).

Linear (True X) 0.10 X=

(Qua biểu đồ thể hiện sai số trục Z có xu hướng giá trị cùng lên cao thì sai số cảng len Do các sai số lớn hơn 20.1 mm nên phải tm giá tr bi By cho ác rực Z. = Bước 2: Thực hiện thao tác đo lấy số liệu kích thước thực cho các trục Z Bảng số iệu của các trục Z sau khỉ in 6 mi. Kích thước hiệu chỉnh trên các trục BZ, ích thước danh nghĩa Zo - Giá tri sai lệch trên trục AZ.

“Từ bidu thức số (8) ta có công thức hiệu chỉnh kích thước như sau:. Kích thước hiệu chỉnh trên các trục BZ;. trên true AZ,. Kich thước dữ liệu điều chính. Kích thước danh nghĩa Zo - Giá trị sai lệch. Giám wish san | Gis wi sai sb Mase. Giá trị sai số trước và sau hiệu chỉnh của trục Z. Hình 4.20 Mẫu in sau khi điều chinh giá trị trục Z. chiều day lớp in là 02 mm thì tất cả các sai số đề nằm tong dung sai cho phép. In mẫu không bù có kích thước BJ. “Xác nhận giá tị bà Bu. Luận văn này chỉ tập trung vào cách cái thiện độ chính xác kích thước trục Z trên máy. in 3D loại Prusa sử dụng vật liệu in nhựa PLA cách chung để cải thiện độ chính xác. ngoài các cách điều chỉnh cơ edu cơ khí, thay đổi tốc độ in.. thì còn có cách thay đổi. dữ liệu trên bản vẽ kích thước của các mô hình 3D. Quá trình cải thiện độ chính xác nảy gồm các bước theo sơ đỗ sau. KẾ quả dt được. số yêu tổ công nghệ đến độ chính xác. trên máy in 3D Prusa” cùng sự hướng dẫn tận tinh của TS. Nguyễn Công Nguyên tôi in văn tốt nghiệp thạc si: “Nghiên cứu, tối ưu hồn ảnh hướng của một mẫu trong công nghệ tạo mẫu nhanh. đã bat tay vào nghiên cứu độ chính xác kích thước trên may in 3D sử dung phương. pháp FDM, thực nghiệm trên máy in 3D Prusa 3i để nâng cao độ chính xác bao gồm. - Tim hiểu công nghệ in 3D trên vật liệu nhựa PLA. ~_ Xây dựng phương pháp cải thiện độ chính xác trên máy in 3D Prusa ngoải các. sai số ngẫu nhiền như sau. >_ Căng dây dai các tị X, Y: Trong mỗi chiếc máy đều có bộ phận này. “Chúng để dẫn động bộ ding nhựa và kết nỗi pul theo các chu tinh mà phần mềm in. 3D đã định trước. Nếu căng không đúng mức diy đai này thì khi thay đổi hướng. chuyển động thi dao động và độ trễ sẽ xảy ra. Chính điều này dẫn tới những sự cổ như. sắc vết lượn sông ở bŠ mặt mẫu in và sai lệch kích thước. Bia cổ puli trực X,Y: Khi chạy ở tốc độ cao, các dao động có thể bị gây. 12 khí có sự chuyển hướng bắt ngờ ở các vị wi, Đầu in sẽ bị lệch khỏi đường biên của mô hình do quán tính của bộ din, Chính các puli trục Y quyết định phan lớn sự lỏng. trục X — tối da th giảm tốc độ in xuống léo này, Để hạn chế đội. Nếu chạy với tốc độ cao thi các vị trí có phần nhô ra hoặc góc nhọn sẽ bị bo tn hoặc là các cạnh không có kích thước đồng đều. Lưu ý rằng nhiệt độ in lệ thuận với tốc độ in, do đó nêu thay đổi tốc độ in thi cũng phải điều chinh nhiệt độ in,. >_ Giảm nhiệt độ in và độ dày lớp in: Mô hình sẽ bị biến dang cục bộ sau khi nguội nếu nhiệt độ in 3D quá cao. Tùy vào loại vật liệu được sử dụng và tốc độ tạo mẫu nhanh tì phải điề chính nhiệt độ máy in cho phủ hợp. ~_ Thực nghiệm các mô hình 3D trên nén vật liệu PLA theo trục Z tim ra phương,. 44) pháp chung dé cải thiện độ chính xác bằng cách thay đổi dit liệu CAD (. Kích thước hiệu chỉnh trên các trục BZ; = Kích thước danh nghĩa Zo - Giá trị sai lệch trên trục AZ. - Trong thời gian tới tôi có hướng sẽ nghiên cứu rộng hơn các đặc tính của may din 3D Prusa như cải thiện các trục X,Y.Z bằng cách sử dụng các ray để tăng độ chính xác,.

~ Sẽ kết hợp với các đồng nghiệp tong trường Cao ding nghề Ninh Thuận mổ rộng phương pháp ải thiện độ chính xác trên may in bằng cách “Tic động điều khiển vào.