Công nghệ tạo mẫu nhanh nói chung tạo mẫu nhanh theo phương pháp FDM nói
riêng đã và đang phát triển và dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp. Cùng với những
lợi ích của công nghệ này mang lại thì vẫn còn tồn tại những khuyết điểm ảnh hưởng đến
chất lượng sản phẩm được tạo ra. Cải thiện chất lượng sản phẩm là công đoạn rất quan
trọng để đưa sản phẩm chất lượng ra thi trường. Từ những yêu cầu đó nghiên cứu tối ưu
hóa các thông số công nghệ ảnh hưởng đến độ chính xác của sản phẩm là một là rất cần
thiết. Ứng với mỗi máy khác nhau ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến chất lượng
sản phẩm khác nhau. Vật liệu yêu cầu cũng không giống nhau, mỗi vật liệu có đặc tính
máy và vật liệu sử dụng cho nghiên cứu cũng là việc làm đầu tiên của bài nghiên cứu. Bài
nghiên cứu sử dụng máy FDM 200mc và vật liệu ABS để tiến hành thực nghiệm.
2. Tính cấp thiết của đề tài
Công nghệ tạo mẫu nhanh là công nghệ mới ra đời nhưng đã phát triển rất nhanh. Ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh đã mở rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Công nghệ tạo mẫu nhanh FDM đóng góp đáng kể trong sản xuất công nghiệp, giảm thời gian để sản xuất mẫu chi tiết và cải thiện khả năng hình dung dạng hình học chi tiết. Mẫu thật cung cấp khả năng cung cấp khả năng phát hiện sớm và lỗi thiết kế nhỏ nhất nhanh chóng tạo ra sản phẩm trên thị trường, tăng khả năng cạnh tranh và giảm chi phí thiết kế, tạo ra được nhiều sản phẩm phức tạp, chất lượng cao. Người thiết kế có thể chỉnh sửa trong quá trình thiết kế trước khi đưa sản phẩm đến sản xuất hàng lọt.
Cạnh tranh của thị trường ngay nay là chất lượng sản phẩm như là độ nhám bề mặt, độ bền, độ chính xác kích thước…là điều quan trọng nhất để thỏa mãn và thu hút khách hàng. Trong máy FDM chất lượng của chi tiết phụ thuộc cao vào các thông số công nghệ khác nhau của qui trình. Hiện tại chất lượng sản phẩm cao, chi phí thấp và rút ngắn thời gian sản xuất là yêu cầu của người sử dụng. Đây là thử thách lớn nhất vì thế tới ưu hóa thông số công nghệ tương ứng với máy là rất cần thiết.
Xuất phát từ yêu cầu đó đề tài: “Tối ưu hóa các thông số công nghệ của qui trình tạo mẫu nhanh FDM” được đặc ra nhằm đáp ứng nhu cầu cấp bách hiện nay.
3. Mục tiêu của luận văn
Bài nghiên cứu xác định các thông số tối ưu hóa cài đặc cho máy FDM mà tác động của chúng đến việc nâng cao chất lượng đầu ra của sản phẩm là độ chính xác kích thước của sản phẩm.
4. Nội dung thực hiện của luận văn
- Nghiên cứu các thông số công nghệ của qui trình FDM - Nghiên cứu tổng quan về tối ưu hóa
- Tiến hành thực nghiệm
- Tối ưu hóa các thông số công nghệ
5. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp tổng quan tài liệu.
- Nghiên cứu đặc tính công nghệ FDM và các thông số khác nhau. - Cơ sở lý thuyết về qui hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa.
- Nghiên cứu thực nghiệm thực nghiệm và và kết luận dựa trên kết quả - Sử dụng phần mềm Minitab R16 để xử lý kết quả thực nghiệm
- Áp dụng phân tích thiết kế thực nghiệm (DOE)
6. Ý nghĩa khoa học của luận văn
Nghiên cứu này góp phần làm tăng khả năng nghiên cứu về các công nghệ tạo mẫu nhanh FDM hiện nay ở nước ta. Tìm ra các thông số công nghệ tối ưu cho qui trình FDM để tạo ra sản phẩm 3D trong thời gian ngắn và chất lượng cao, đồng thời cũng là tài liệu phục vụ cho quá trình nghiên cứu sau này với các vấn đề có liên quan.
7. Ý nghĩa thực tiễn của luận văn
Đề tài nghiên cứu được áp dụng trong thực tiễn đóng góp rất nhiều trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp để tạo ra những sản phẩm trong điều kiện thực tế. Giúp nâng cao chất lượng chi tiết đặc biệt là độ chính xác. Nghiên cứu các thông số công nghệ của qui trình FDM có thể cung cấp những thông tin hữu ích để tiết kiệm thời gian xây dựng chi tiết bằng cách giảm thời gian điều chỉnh cài đặc các thông số.
8. Nội dung dự kiến của luận văn
- Lời nói đầu. - Lời cảm ơn
Chương 1: Giới thiệu đề tài
Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm
Chương 5: Tối ưu hóa các thông số công nghệ. Chương 6: Kết luận
Phụ lục
Tài liệu tham khảo
9. Dự kiến kết quả đạt được của luận văn
- Phương trình hồi qui.
- Các biểu đồ và đồ thị minh họa. - Kết quả phân tích các thông số tối ưu
10.Kế hoạch thực hiện Tháng
Công việc
2 3 4 5 6 7
1/Giới thiệu đề tài x
2/ Tổng quan về công nghệ FDM x
3/Thông số công nghệ máy FDM x
4/ Nghiên cứu thực nghiệm x x
5/ Tối ưu hóa các thông số công
nghệ. x
6/ Viết luận văn x x
Tài liệu tham khảo:
[1]Pham, D. and Gault, “A comparisons of rapid prototyping technologies”, International Journal of Machine Tools and Manufacture, (1998).
[2] G Ding, Research On Temperature Control System Of The Fused Deposition Modeling For Spray Head, Master Thesis, China, 2008 (2008-02-17)
[3] Sood,A.K., Ohdar,R.K. and Mahapatra,S.S.,“Improving dimensional accuracy of Fused Deposition Modelling processed part using grey Taguchi method”, Journal of materials and design, (2009).
[4] Ya Meng, Research on Forming Materials and Supporting Materials of Fused Deposition Modeling, Master Thesis, China, ĐH Vũ Hán, 05.2007
[5] T. Nancharaiah, “Optimization of Process Parameters in FDM Process Using Design of Experiments” International Journal on Emerging Technologies 2(1): 100-102(2011)
[6] Masood. S., and Song, “Thermal characteristics of a metal/polymer for FDM rapid prototyping”, Assembly Automation, 2005.
[5] Michael Montero, Shad Roundy, Dan Odell, Sung-Hoon Ahn and Paul K. Wright “Material Characterization of Fused Deposition Modeling (FDM) ABS by Designed Experiments” University of California, Gyeongsang National University, 2001.
[6] Wang TM, Xi JT, Jin Y, “A model research for prototype warp deformation in the FDM process”, Int J Adv Manuf Technol ,(2007)
[7] Trần Ngọc Thoại “Nghiên cứu tính toán thiết kế đầu đùn trong tạo mẫu nhanh”, luận văn thạc sĩ, ĐH Bách Khoa TP.HCM, 2011
[8] Nguyễn Hoàng Việt “Nghiên cứu khảo sát quá trình FDM và thiết kế mô hình máy” , luận văn thạc sĩ, ĐH Bách Khoa TP.HCM, 2011
[9] Bharath V, Dharma PN, Mark H “Sensitivity of RP Surface Finish to Process Parameter variation” The Arizona State University.
[10] Michael Montero, Shad Roundy, Dan Odell, Sung-Hoon Ahn and Paul K. Wright “Material Characterization of Fused Deposition Modeling (FDM) ABS by Designed Experiments” University of California, Gyeongsang National University, 2001.
[11] Mohammad A MJ Alhubail, “Statistical based optimization of process parameters of fused deposition modelling for improved quality” University of Portsmouth.
[12] Akhil Garg, “A Fuzzy-Taguchi Approach for Improving Dimensional Accuracy of Fused Deposition Modelling (FDM) Built Parts” Thesis of National Institute of Technology Rourkela, (2010)
[13] Es Said OS, Foyos J, Noorani R,MendelsonM,Marloth R, PreggerBA, “Effect of layer orientation on mechanical properties of rapid prototyped samples”, MaterManuf Process (2000).