❖ Phương án 1: Truyền động Cartesian – XZ
Trong kết cấu này bàn in sẽ dịch chuyển theo phương Y, đầu bút sẽ dịch chuyển theo phương XZ.
➢ Ưu điểm
- Kết cấu đơn giản, dễ thi công.
- Chi phí rẻ, độ cứng vững tương đối cao.
➢ Nhược điểm
- Độ chính xác của mẫu in không cao.
- Do bàn in di chuyển nên dễ làm cho những lớp in đầu tiên dễ bị dịch chuyển làm sai lệch mẫu in.
- Do khối lượng các cơ cấu di động lớn nên quán tính lớn, dễ rung động và gây tiếng ồn.
32
❖ Phương án 2: Sử dụng kết cấu delta, dùng truyền động đai.
➢ Ưu điểm
- Các kết cấu di động nhỏ nên quán tính máy nhỏ, di chuyển êm. - Độ cứng cứng khá cao, có thể in được vật có chiều cao lớn. - Độ chính xác và thời gian in nhanh hơn kết cấu Cartesian – XZ .
➢ Nhược điểm
- Khổ máy lớn, gây khó khăn cho quá trình di chuyển khó căn chỉnh bàn máy. - Giá thành cao hơn mẫu máy sử dụng kết cấu Cartesin – XZ.
Hình 3.2: Kết cấu delta
❖ Phương án 3: Truyền động Cartesian – XY
Trong kết cấu này bàn in sẽ dịch chuyển theo phương Z, đầu công tác dịch chuyển theo phương XY. 2 trục XY sử dụng bộ truyền đai theo cơ cấu CoreXY, trục Z sử dụng bộ truyền vít me - đai ốc.
➢ Ưu điểm
- Kết cấu đơn giản, dễ lắp đặt.
- Có thể in với tốc độ cao hơn so với kết cấu Cartesian – XZ và tương đương với kết cấu delta.
- Các kết cấu di động nhỏ nên quán tính nhỏ, máy hoạt động êm hơn. - Độ chính xác tương đương hoặc cao hơn máy delta.
➢ Nhược điểm
33
- Kích thước máy có thể hơi lớn và cồng kềnh.
Hình 3.3: Truyền động Cartesian – XY
Lựa chọn phương án:
Dựa vào ưu và nhược điểm Nhóm đã quyết định sử dụng phương án 3 – Cartersian XY.
3.5. Lựa chọn động cơ 3.5.1. Động cơ bước
➢ Ưu điểm
- Thích hợp với các bộ điều khiển số. Với khả năng điều khiển số trực tiếp ngày nay động cơ step được ứng dụng rất là phổ biến trong thực tế.
- Khi điều khiển step thì không cần mạch phản hồi encoder, khiến cho phần điều khiển trở nên đơn giản hơn mà vẫn đảm bảo đủ độ chính xác.
➢ Nhược điểm
- Phạm vi ứng dụng là ở vùng công suất nhỏ và trung bình. Việc nghiên cứu nâng công suất động cơ bước đang là vấn đề rất được quan tâm hiện nay.
34
3.5.2. Động cơ một chiều DC
➢ Ưu điểm
- Momen xoắn lớn, giá thành rẻ.
➢ Nhược điểm
- Đáp ứng chậm trong khi mạch điều khiển lại phức tạp. - Phải có mạch hồi tiếp mới nâng cao độ chính xác.
3.5.3. Động cơ servo ➢ Ưu điểm - Có moment xoắn lớn - Tốc độ đáp ứng nhanh, độ chính xác cao ➢ Nhược điểm - Driver phức tạp - Giá thành cao
- Điều khiển phức tạp, đòi hỏi người vận hành phải có trình độ chuyên môn cao.
Kết luận:
Với những ưu điểm về chi phí, độ chính xác, tính linh hoạt và hiệu quả thì chúng tôi chọn động cơ step để nghiên cứu và đưa vào trong đồ án.
3.6. Lựa chọn kết cấu trục Z
Có 2 đề xuất cho kết cấu trục Z: cơ cấu vít me - đai ốc và cơ cấu thủy thực khí nén đều có thể tạo ra chuyển động nâng lên và hạ xuống đầu bút. Tuy nhiên, cả hai cơ cấu cũng đều có những ưu và nhược điểm khác nhau.
➢ Cơ cấu thủy lực khí nén
- Ưu điểm
• Nguyên lý hoạt động đơn giản do đó việc điều khiển chúng cũng trở nên dễ dàng.
• Dễ thay thế và sửa chữa khi có lỗi xảy ra. - Nhược điểm
• Tiếng động khi hoạt động lớn.
35
• Luôn có 1 khoảng delay nhất định khi thay đổi chiều chuyển động.
Hình 3.4 : Hệ thống thủy lực[19]
➢ Cơ cấu vít me-đai ốc
- Ưu điểm
• Hoạt động chính xác, êm và ổn định.
• Chi phí lắp đặt không quá đắt đỏ so với hệ thống khí nén.
• Không có khoảng delay như hệ thống khí nén. - Nhược điểm
• Điều khiển hệ thống phức tạp hơn hệ thống khí nén.
• Khó khăn hơn trong vấn đề bảo trì khi có lỗi xảy ra.
Kết luận: Với những ưu và nhược điểm của cả hai cơ cấu cùng với mục đích phục
vụ cho việc học tập và làm đồ án thì cơ cấu vít me - đai ốc là sự lựa chọn hợp lý nhất.