Bài báo cáo trình bày nghiên cứu các thông số ảnh hưởng quan trong đến độ chính
xác của chi tiết trong quá trình FDM sử dụng vật liệu nhựa ABS 400. Năm thông số ảnh
hưởng nhất được nghiên cứu trong bài báo này là độ dày từng lớp, sự định hướng chi tiết,
góc đùn, khoảng cách giữa những đường đùn, độ rộng của đường đùn. Nghiên cứu cài đặc
các thông số tối ưu sao cho độ chêch lệch về kích thước ba chiều của chi tiết là nhỏ nhất.
Bài báo sử dụng phương pháp thiết kế thực nghiệm, áp dụng phương pháp Taguchi để
chọn số thí nghiệm và sử lý kết quả. Sau khi tiến hành thực nghiệm và phân tích kết quả
giá trị các thông số cho giá trị tối ưu là độ dày từng lớp là 0.178mm, hướng chi tiết 00, góc
quét 00, bề rộng của đường quét 0.4569mm, khoảng cách giữa những đường quét là
0.008mm.
Bài nghiên cứu của Anoop Kumar Sood (2011) [3]
Trong bài luận văn này nghiên cứu các thông số tối ưu cho quy trình FDM. Nghiên
cứu các yếu tố cải tiến chất lượng sản phẩm như là độ chính xác, độ nhám bề mặc, độ bền
chất lượng sản phẩm là độ dày từng lớp, định hướng của chi tiết, góc đùn, khoảng cách
giữa những lần đùn, bề rộng của mỗi lần đùn được nghiên cứu với sự hỗ trợ phương pháp
Taguchi đến độ chính xác kích thước. Ý nghĩa của chỉ số và sự tác động của chúng được
tìm ra bằng phương pháp Taguchi. Thiết lập giá trị tối ưu của các thông số, để mà tất cả 3
kích thước chỉ ra chênh lệch nhỏ nhất từ giá trị thực một cách đồng thời và cài đặc chỉ số
duy nhất cần được thực hiện.
Kết quả đạt được là:nghiên cứu theo phương pháp Taguchi: độ dày từng lớp
0.254mm, chiều rộng mỗi đường đùn 0.4564mm và khoảng cách giữa hai đường quét là
0.008mm là thông số tối ưu cho độ chính xác.Giá trị các thông số tối ưu cho độ nhám là độ
dày từng lớp là 0.127mm, hướng hình thành chi tiết 29.970, góc quét 0.0450, chiều rộng
mỗi đường đùn 0.407mm và khoảng cách giữa 2 đường đùn là 0.0000004mm. sau cùng là
các thông số tối ưu cho độ bền cơ học của chi tiết được xác định bởi phương pháp đáp ứng
bề mặt là 0.254mm, hướng hình thành chi tiết 0.0810, góc đùn 600, chiều rộng mỗi đường
Báo cáo khoa học của Bharath V, Dharma PN, Mark H: [9]
Trong quá trình tạo mẫu nhanh, bề mặt hoàn thiện là rất quan trọng vì nó có thể ảnh hưởng
đến độ chính xác của mẫu, góp phần giảm chi phí sau gia công và cũng như là cải thiện các
chức năng của mẫu.
Bài báo này trình bày một kỹ thuật thí nghiệm tạo ra bề mặt tối ưu trong quá trình
FDM. Việc kiểm tra ảnh hưởng của các thông số, xây dựng định hướng, độ dày lớp, độ
rộng lớp, khoảng cách giữa những đường đùn và mô hình nhiệt độ trên bề mặt. Thí nghiệm
được thực hiện bằng cách sử dụng phân đoạn tính toán với hai cấp độ cho mỗi yếu tố. Kết
Từ các thông số thu thập được ta thiết lập các đề xuất tối ưu cho quá trình.
Hình 1.13 Chiều dày lớp vật liệu
Kết quả đạt được: Độ dày lớp và định hướng mẫu được chứng minh là hai yếu tố
quan trọng trong xác định chất lượng bề mặt của mẫu. Chiều dày lớp 0,007 inch và phần
định hướng 70 0
cho kết quả bề mặt mẫu tốt nhất. Mô hình nhiệt độ, khoảng cách không khí
và chiều rộng sợi vật liệu không có ảnh hưởng nhiều đến bề mặt một mẫu.
Báo cáo khoa học của Michael Montero, Shad Roundy, Dan Odell, Sung-Hoon Ahn and Paul K. Wright: 2001 [10]
Phân tích mô tả các thuộc tính của mẫu nhựa ABS được gia công bằng máy FDM 1650. Sử dụng thiết kế của phương pháp tiếp cận (DOE) thử nghiệm, các thông số quá trình FDM. Hình dạng của mẫu vật thử nghiệm độ bền kéo là dựa trên tiêu chuẩn ASTM 638.
Bảng thông số mẫu và mức cài đặt
Kết quả thực hiện: Từ thiết kế của thí nghiệm cho vật liệu ABS (P400), đã được
tìm thấy rằng khoảng cách giữa hai đường đùn và định đùn ảnh hưởng rất nhiều đến độ bền kéo của mẫu. Chiều rộng sợi, mô hình nhiệt độ và màu sắc có ảnh hưởng thấp.
Bài nghiên cứu của Mohammad A MJ Alhubail(2012)[11]
Bài nghiên cứu này, nghiên cứu tối ưu hóa các thông số của qui trình FDM để cải
thiện mô hình chi tiết. Bài báo cáo nghiên cứu sử dụng máy FDM với vật liệu nhựa ABS
M30i. Sử dụng thiết kế thực nghiệm, áp dụng phương pháp Taguchi , phân tích phương sai
để đánh giá kết quả. Năm thông số ảnh hưởng chính đến đặc tính chi tiết là độ dày từng
lớp, khoảng cách giữa những đường đùn, bề rông đường đùn, bề rộng đường bao, và góc
đùn. Các đặc tính chi tiết cần nghiên cứu cải thiện là độ chính xác, độ nhám, độ bền kéo.
Sau khi thực nghiệm và phân tích kết quả, ông đã đưa ra giá trị các thông số tối ưu như
lớp là 0.254mm, độ dày đường đùn là 0.508mm. Để cải tiến độ chính xác tốt hơn thì giá trị
các thông số cài đặc là bề dày lớp là 0.254mm hoặc là bề rộng của đường đùn là 0.508mm.
Khi mục tiêu là độ bền chi tiết thì cải đặc khoảng cách giữa những lần quét là -0.01mm,
giảm độ dày lớp và độ rộng của đường đùn.
Bài nghiên cứu của T. Nancharaiah (2011)[5]
Bài nghiên sử dụng phương pháp luận thiết kế thực nghiệm (DOE) để xác định các
số quan sát sao cho số thí nghiệm là nhỏ nhất. DOE qui trình được thiết lập qui trình FDM
để tối ưu hóa thời gian thực của qui trình. Bài nghiên cứu sử dụng ba thông số với 3 cấp độ
được lựa chọn cho qui trình. Sử dụng đầy đủ các chỉ số thiết kế thì yêu cầu 27 thí nghiệm.
Sử dụng thiết kế thực nghiệm và ma trận trực giao thì tổng số thí nghiệm giảm xuống chỉ
còn 9 thí nghiệm. Do đó thời gian tối ưu cho qui trình chỉ còn 9 thí nghiệm, 9 thí nghiệm
được thực hiện và dự liệu thực nghiệm đạt được bằng cách phân tích tỉ số S/N và phân tích
giữa những lần đùn thì ảnh hưởng đáng kể đến thời gian thực hiện của qui trình. Còn ảnh
hưởng của góc đùn, tương tác giữa độ dày lớp và góc đùn, giữa khoảng cách giữa những
lần đùn và góc đùn thì ảnh hưởng không đáng kể. Từ phân tích ANOVA thì bề dày lớp
chiếm khoảng 66.77% thời gian qui trình ở mức ý ngĩa là 99%, góc đùn chiếm 30.77% ở
mức ý nghĩa 95%. Theo phân tích tỷ số S/N đạt được cho chiều dày là 0.033mm, khoảng
cách giữa những lần đùn là 0.02mm, góc quét là 45 0
. Như thế thì 9 thí nghiệm cho thời gian
nhỏ nhất.
Bài nghiên cứu của Akhil Garg (2010)[12]
Bài luận văn sử dung phương pháp A Fuzzy- Taguchi để cải thiện độ chính xác của
chi tiết được tạo nên bởi công nghệ FDM. Akhil Garg nghiên cứu các thông số quan trong
ảnh hưởng đến độ chính xác chi tiết là độ dày từng lớp, định hướng của chi tiết, góc đùn,
khoảng cách giữa những lần đùn, độ rộng của mỗi lần đùn. Ông nghiên cứu ảnh hưởng của
mỗi thông số đến đáp ứng như là % thay đổi chiều dài, chiều rộng, chiều dày của mẫu.
ứng. Cài đặc giá trị tối ưu để giá trị thay đổi của kích thước mẫu là nhỏ nhất được tìm ra
bằng cách sử dụng thông số thiết kế của Taguchi. Sử dụng kỹ thuật Fuzzy Inference
System ( Mamdani Fuzzy logic) để dự đoán độ chính ở các của chi tiết được sản xuất bởi
máy FDM. Kết quả được dự đoán bằng phương pháp Taguchi chỉ ra rằng độ co rút thì trội
hơn ở chiều dài và chiều rông chi tiết kiểm tra còn bề dày thì luôn luôn dày hơn giá trị
mong muốn.
Sự kết hợp tốt nhất để thay đổi chiều dài nhỏ nhất là bề dày lớp 0.254mm, hướng chi tiết là
0 0
, góc đùn là 60 0
, khoảng cách giữa những lần đùn 0.008mm, bề rộng của mỗi lần đùn
0.4564mm. Để cho % thay đổi chiều rộng nhỏ nhất độ dày lớp 0.127mm, hướng chi tiết là
0 0
, góc đùn là 30 0
, khoảng cách giữa những lần đùn 0.004mm, độ rộng của mỗi lần đùn
0.4064mm và độ dày của chi tiết thấp hơn thì yêu cầu giá trị các thông số như sau: độ dày
lớp 0.127mm, hướng chi tiết là 0 0
, góc đùn là 30 0
, khoảng cách giữa những lần đùn
Bài nghiên cứu của O. S. Es-Said, J. Foyos, R. Noorani, M. Mendelson, R. Marloth and B. A. Pregger
Trong bài Es said et al chỉ ra rằng sự định hướng của những đường đùn tạo nên sự
định hướng của các phần tử vật liệu theo hướng lắng đọng trong suốt quá trình sản xuất và
ảnh hưởng đến độ bền uốn, độ bền kéo và độ bền va đập. Vì những sợi nóng chảy được
nén từ đầu đùn và đóng rắn lại thành lớp ở một nhiệt độ xác định những thay đổi trong lúc
đó là có thể xảy ra. Kết quả là sự co rút về thể tích dẫn đến sự liên kết của những lớp bị
kẹp giữa trở nên yếu hơn và độ rỗng cao hơn. Do đó giảm đi áp lực tác dụng lên.