Thông số kỹ thuật Mục tiêu Kết quả Kích thước máy 350x350x400 350x350x400 mm
Khổ in 200x200x150 190x190x140 mm Sai số sản phẩm 0,1 - 0.2 mm 0,1 – 0,2 mm Tốc độ in tối đa 200 mm/s 200 mm/s Tốc độ in tối ưu 30 – 90 mm/s 30 - 90 mm/s
6.3 Phương hướng phát triển:
Hình 6.5 Máy in 3D được điều khiển thơng qua Internet
Để thuận tiện cho việc sử dụng, chúng ta có thể lắp đặt thêm hệ thống kết nối Internet cho máy in 3D để điều khiển máy in 3D thông qua Internet mà không cần phải trực tiếp đưa chương trình vào nhờ thẻ nhớ SD. Điều này tạo điều kiện cho việc sử dụng và điều hành một trang trại in ấn mà không tốn nhiều sức lực. Qua việc kết nối
88
máy in 3D với Internet, chúng ta có thể gửi chương trình và cho máy hoạt động từ xa chỉ với việc kết nối Internet. Từ đó giúp ta tiết kiệm được nhiều thời gian hơn. Không những vậy, với kết nối Internet chúng ta có thể chia sẽ những bản thiết kế cho bạn bè một cách dễ dàng, khiến cho việc giao lưu trở nên đơn giản hơn, công việc cũng nhẹ nhành hơn.
Bên cạnh việc kết nối máy in 3D với Internet. Chúng ta có thể suy nghĩ đến những cách khác để nâng cấp máy như: sử dụng 2 đầu in để gia tăng tốc độ in, sử dụng đầu in và đầu gia nhiệt tốt hơn để tăng số lượng vật liệu có thể sử dụng và làm giảm sai số của sản phẩm,…
Với những nghiên cứu trên, chúng ta có thể thấy đề tài về máy in 3D rất có tiềm năng để phát triển tại thị trường Việt Nam trong tương lai. Chúng em cũng hi vọng một ngày nào đó mơ hình của chúng em sẽ được đưa vào ứng dụng thực tế sau khi được phát triển hồn tồn, và có thể giúp ích cho cuộc sống của mọi người cũng trong công nghiệp.
89
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trần Quốc Hùng, “Thiết kế máy cắt kim loại”, Đại học Sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.
2. Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, "Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí", NXB Giáo dục Việt Nam, 2010.
3. Trần Quốc Hùng, "Giáo trình dung sai kỹ thuật đo", NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 2013. 4. https://www.orientalmotor.com/motor-sizing/ballLeadScrew-sizing.html 5. https://vn.misumi-ec.com/ 6.https://vinit.com.vn/tim-hieu-cong-nghe-in-3d-9-loai-cong-nghe-in-3d-co-ban- nguon-bai-viet-http-in3dcongnghiep-com-tim-hieu-cong-nghe-in-3d-html/ 7.http://www.3dmaker.vn/2015/07/sanh-may-3d-flashforge-va-3dmaker- printers-cong-nghe-fdm-fff/ 8. https://blogin3d.com/may-in-3d-la-gi-cach-in-3d-nhu-the-nao.html 9. https://blogin3d.com/ung-dung-cua-cong-nghe-tao-mau-nhanh.html 10. https://tapchinganhin.com/10-san-pham-kinh-ngac-duoc-tao-ra-tu-may-in-3d/ 11. http://ancovietnam.com/tin-tuc/phan-biet-giua-dong-co-step-va-servo.html 12. https://koresu.com/vit-me-bi-va-truc-vitme-bi-ung-dung-trong-linh-vuc-gi 13. http://100.edu.vn/hoc-chi-tiet-may-bai-60gioi-thieu-bo-truyen-dai/ 14. http://rebatngo.org/san-pham/board-mach-tich-hop-mks-gen-l-v10-cho-may-in-3d- s156358981-p2335930778.html 15. https://dbk.vn/bac-dan 16. https://www.3ddanang.net/in-3d/21-huong-dan-su-dung-phan-mem-cura-cho-may- in-3d.html. 17. https://www.arduino.cc/
90
PHỤ LỤC 1
HIỆU CHỈNH MARLIN FIRMWARE
Do firmware được tải về là firmware mã nguồn mở, được sử dụng cho tất cả các máy in 3D khác nhau, do đó ta phải thiết lập firmware sao cho phù hợp với máy in được thiết kế về các chức năng sử dụng, kích thước vùng in, các chức năng bảo vệ và tốc độ.
Firmware tải về là file Marlin-1.1.x.zip, giải nén ra tìm vào folder Marlin- 1.1.x\Marlin, tìm đến file Marlin.ino mở bằng Arduino IDE. Firmware Marlin 1.1.8 có rất nhiều tab, nhưng để thiết lập cho phù hợp với máy in, mình chỉ cần xét 2 tab: Configuration.h và Configuration_adv.h.
Tab Configuration.h:
Trong tab này, ta cài đặt các thông số chức năng như sau: #define DEFAULT_NOMINAL_FILAMENT_DIA 1.75 Đường kính sợi nhựa in là 1.75mm
#define TEMP_SENSOR_0 1 #define TEMP_SENSOR_1 0 #define TEMP_SENSOR_2 0 #define TEMP_SENSOR_3 0 #define TEMP_SENSOR_4 0 #define TEMP_SENSOR_BED 1
Lựa chọn cảm biến nhiệt sử dụng, trong trường hợp này, 1 là cảm biến nhiệt trở 100k, được sử dụng cho cả đầu đùn và bàn nhiệt.
#define HEATER_0_MINTEMP 5 #define HEATER_1_MINTEMP 5 #define HEATER_2_MINTEMP 5
91 #define HEATER_3_MINTEMP 5 #define HEATER_4_MINTEMP 5 #define BED_MINTEMP 5
Cài đặt nhiệt độ tối thiểu cho đầu đùn và bàn in, đây là một chức năng bảo vệ kiểm tra cảm biến nhiệt có bị lỗi hay khơng.
Nhiệt độ này được cài đặt thấp hơn tầm 5oC so với nhiệt độ thấp nhất của mơi trường tại nơi mình ở.
#define HEATER_0_MAXTEMP 250 #define HEATER_1_MAXTEMP 275 #define HEATER_2_MAXTEMP 275 #define HEATER_3_MAXTEMP 275 #define HEATER_4_MAXTEMP 275 #define BED_MAXTEMP 120
Cài đặt nhiệt độ tối đa cho đầu đùn và bàn in, đây là một chức năng bảo vệ kiểm tra cảm biến nhiệt có bị lỗi hay khơng.
Nhiệt độ này được cài đặt bằng với nhiệt độ tối đa mà mình sử dụng, đối với những máy có họng chặn nhiệt sử dụng ống PTFE, cài đặt nhiệt độ này là 250oC. Bàn in cài đặt là 120oC do khơng có loại nhựa nào thực sự cần sử dụng bàn in quá nhiệt độ này.
#define DEFAULT_Kp 22.2 #define DEFAULT_Ki 1.08 #define DEFAULT_Kd 114
Cài đặt thông số PID cho đầu nhiệt.
#define PREVENT_COLD_EXTRUSION #define EXTRUDE_MINTEMP 170
Cài đặt chống đùn nguội, khi chức năng này được kích hoạt, nếu nhiệt độ đầu đùn dưới 170oC thì động cơ đùn sẽ khơng quay, tránh cho tình trạng bánh răng đẩy nhựa mài mòn nhựa in do nhựa ko đùn đc.
92
#define THERMAL_PROTECTION_HOTENDS // Enable thermal protection for all extruders
#define THERMAL_PROTECTION_BED // Enable thermal protection for the heated bed
Cài đặt bảo vệ mất nhiệt cho máy in. #define COREXY //#define COREXZ //#define COREYZ //#define COREYX //#define COREZX //#define COREZY
Lựa chọn cơ cấu máy in, trong trường hợp này, lựa chọn COREXY #define USE_XMIN_PLUG #define USE_YMIN_PLUG #define USE_ZMIN_PLUG //#define USE_XMAX_PLUG //#define USE_YMAX_PLUG //#define USE_ZMAX_PLUG
#define X_MIN_ENDSTOP_INVERTING true #define Y_MIN_ENDSTOP_INVERTING false #define Z_MIN_ENDSTOP_INVERTING false #define X_MAX_ENDSTOP_INVERTING false #define Y_MAX_ENDSTOP_INVERTING false #define Z_MAX_ENDSTOP_INVERTING false
#define Z_MIN_PROBE_ENDSTOP_INVERTING true
Cài đặt endstop, trong trường hợp này, máy in sử dụng 3 endstop X Min, Y Min, Z Min, đối với X, Y, endstop sử dụng cơng tắc hành trình nên xài đặt logic là false (khi
93
bấm endstop tín hiệu lên 1), còn đối với Z, endstop sử dụng cảm biến tiệm cận từ NPN, nên cài đặt logic là true (khi có endstop tín hiệu xuống mức 0). Do Z_MIN_PROBE với Z_MIN_ENDSTOP trong trường hợp này là một nên cài đặt logic cho cả 2 phải giống nhau và đều là true.
#define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT{100,100,1600,100} #define DEFAULT_MAX_FEEDRATE{300, 300, 5, 30 } #define DEFAULT_MAX_ACCELERATION{3000, 3000, 100, 10000} #define DEFAULT_ACCELERATION 3000 #define DEFAULT_RETRACT_ACCELERATION 3000 #define DEFAULT_TRAVEL_ACCELERATION 3000 #define DEFAULT_XJERK 10.0 #define DEFAULT_YJERK 10.0 #define DEFAULT_ZJERK 0.3 #define DEFAULT_EJERK 5.0 Các cài đặt về chuyển động:
- Dòng đầu tiên cài đặt về số bước của động cơ (đơn vị step/mm)
Động cơ lựa chọn là loại động cơ bước xung 1.8 độ/step, vi bước cài đặt cho driver là 1/16, từ đó tính ra số bước trên một vịng quay là 360
1.8×1/16 = 𝑠𝑡𝑒𝑝/𝑟𝑒𝑣 66
Pulley gắn ở động cơ là loại pulley 16 răng, đai răng GT2 (2mm/bước răng) một vòng quay của pulley là 40mm.
Sử dụng cơng thức ở Chương 2, phần 1.c, tính tọa độ X, Y theo di chuyển của 2 động cơ, ta thấy để đầu đùn chỉ di chuyển theo trục X, A và B phải ngược dấu, tức động cơ quay cùng chiều. Giả sử cho động cơ A và động cơ B quay cùng chiều 1 vòng ngược chiều kim đồng hồ, A = 32mm và B = - 32mm, thay vào công thức ta thu được X = -32mm để X đi 1mm, động cơ phải quay 1/32 vòng, và với 3200 step một vịng, ta thu được thơng số step/mm của X là 100 step/mm. Tương tự với Y.
94
Với Z, ta sử dụng động cơ giống X và Y, và dùng vít me bước 8mm, tức là với một vịng quay của vít me, trục Z đi lên (xuống) 8mm, do đó thơng số step/mm của Z là 3200/8=400 step/mm.
Với động cơ đùn, thông số được đưa ra bởi nhà sản xuất.
Do các thơng số được tính tốn ở điều kiện chuẩn, ở thực tế, một số sai số kĩ thuật có thể khiến cho các thơng số này khơng cịn chính xác, dẫn đến sai số, do đó thực tế các thơng số này sẽ được tính lại ở bước căn chỉnh.
- Dòng thứ hai cài đặt về tốc độ di chuyển tối đa của đầu đùn và bàn in (đơn vị mm/s)
- Dòng thứ ba cài đặt về gia tốc tối đa của đầu đùn và bàn in (đơn vị mm/s2 )
- Dòng thứ 4, 5, 6 cài đặt về gia tốc mặc định của đầu đùn và bàn in (đơn vị mm/s2 )
- Dòng thứ 7, 8, 9, 10 cài đặt về chỉ số Jerk của đầu đùn và bàn in (đơn vị mm/s2 ) Chỉ số Jerk là chỉ số tốc độ mà đầu đùn hoặc bàn in bắt đầu di chuyển từ vị trí tốc độ bằng 0.
//#define PROBE_MANUALLY #define FIX_MOUNTED_PROBE
//#define Z_ENDSTOP_SERVO_NR 0 // Defaults to SERVO 0 connector. //#define Z_SERVO_ANGLES {70,0} // Z Servo Deploy and Stow angles //#define BLTOUCH
#if ENABLED(BLTOUCH)
//#define BLTOUCH_DELAY 375 // (ms) Enable and increase if needed #endif
Lựa chọn loại Z Probe sử dụng cho máy in. Trong trường hợp này sử dụng loại FIX_MOUNTED_PROBE, sử dụng cho các loại cảm biến như cảm biến tiệm cận hoặc cảm biến bằng kim phun.
95
#define Y_PROBE_OFFSET_FROM_EXTRUDER 0 #define Z_PROBE_OFFSET_FROM_EXTRUDER 0
Cài đặt về vị trí tương ứng của Probe so với vị trí kim phun. Giá trị X Y offset được lấy từ thiết kế cơ khí của máy.
Nếu cảm biến ở bên trái kim phun, X mang dấu -, nếu ở bên phải thì mang dấu +. Nếu cảm biến ở phía trước kim phun, Y mang dấu -, nếu ở đằng sau thì mang dấu +.
Thông số Z Offset tạm để mặc định là 0, sẽ được tìm chính xác sau bước căn chính máy.
Nếu cảm biến ở bên dưới kim phun, Z mang dấu -, nếu ở bên trên thì mang dấu +. #define XY_PROBE_SPEED 8000
#define MULTIPLE_PROBING 2
#define Z_CLEARANCE_DEPLOY_PROBE 10 #define Z_CLEARANCE_BETWEEN_PROBES 5 Cài đặt về chuyển động của probe.
- Dòng thứ nhất là cài đặt về tốc độ di chuyển của đầu đùn khi probe (đơn vị mm/phút).
- Dòng thứ hai là cài đặt về số lần probe tại một điểm, đảm bảo về độ chính xác. - Dòng thứ 3 là cài đặt về khoảng cách bàn in di chuyển lên xuống sau mỗi điểm probe.
- Dòng thứ 4 là cài đặt về khoảng cách bàn in di chuyển lên xuống sau mỗi lần probe tại 1 điểm probe.
#define INVERT_X_DIR true #define INVERT_Y_DIR true #define INVERT_Z_DIR true #define INVERT_E0_DIR false #define INVERT_E1_DIR false #define INVERT_E2_DIR false
96 #define INVERT_E3_DIR false
#define INVERT_E4_DIR false
Cài đặt về chiều chuyển động của các động cơ, có thể thay đổi ở firmware hoặc thay đổi ở ngay trên phần cứng bằng cách đảo chiều dây cắm.
#define X_HOME_DIR -1 #define Y_HOME_DIR -1 #define Z_HOME_DIR -1
Cài đặt về chiều home. “-1” thể hiện cho việc gốc HOME lấy ở điểm (X, Y, Z) = (0, 0, 0) #define X_BED_SIZE 200 #define Y_BED_SIZE 200 #define X_MIN_POS 0 #define Y_MIN_POS 0 #define Z_MIN_POS 0
#define X_MAX_POS X_BED_SIZE #define Y_MAX_POS Y_BED_SIZE #define Z_MAX_POS 150
Cài đặt khung mà các điểm probe sẽ được thực hiện, chú ý là các điểm ở đây được tính là tọa độ của cảm biến, không phải của kim phun, tọa độ của cảm biến được tính bằng tọa độ kim phun theo cơng thức sau:
𝑋𝑠 = 𝑋𝑛 + 𝑂𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡𝑋 𝑌𝑠 = 𝑌𝑛 + 𝑂𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡𝑌
Trong đó: Xs, Ys là tọa độ của cảm biến Xn, Yn là tọa độ của kim phun
𝑂𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡𝑋,𝑌 là vị trí tương đối của đầu phun và kim phun.
Hình trên thể hiện sơ đồ tọa độ của bàn in, gốc HOME nằm ở góc trái phía trước. #define MANUAL_X_HOME_POS 0
97 #define MANUAL_Y_HOME_POS 0 #define MANUAL_Z_HOME_POS 0
Xác định tọa độ tương đối của điểm HOME so với vị trí của endstop, nhiều máy in đặt vị trí của endstop nằm ngồi vị trí gốc của bàn in, do đó giá trị này để đặt điểm HOME về đúng vị trí thực của nó. Chú ý: nếu điểm home nằm ở phía dương của điểm endstop, thì giá trị đưa vào đây là giá trị âm.
//#define Z_SAFE_HOMING #if ENABLED(Z_SAFE_HOMING)
#define Z_SAFE_HOMING_X_POINT ((X_BED_SIZE) / 2) 70 #define Z_SAFE_HOMING_Y_POINT ((Y_BED_SIZE) / 2) #endif
Chức năng này nếu được kích hoạt, khi HOME sẽ HOME trục X rồi trục Y, xong đưa đầu đùn về vị trí giữa bàn in rồi mới HOME Z, để đảm bảo cho Z Probe nằm trong bàn in khi HOME.
// Homing speeds (mm/m)
#define HOMING_FEEDRATE_XY (50*60) #define HOMING_FEEDRATE_Z (4*60)
Cài đặt tốc độ HOME (đơn vị mm/phút), nếu giá trị này lớn hơn giá trị tốc độ tối đa, thì sẽ lấy theo tốc độ tối đa.
#define SKEW_CORRECTION
Cài đặt chỉnh vng góc XY, do chế tạo cơ khí rất khó đạt được sự vng góc X và Y, do đó chức năng này sẽ làm nhiệm vụ chỉnh lại sao cho X và Y vng góc với nhau, tính tốn cho phần này sẽ được trình bày kĩ hơn ở bên dưới phần căn chỉnh.
#define SKEW_CORRECTION_FOR_Z
Tương tự căn chỉnh vng góc XY, ở đây dành cho XZ và YZ. #define PREHEAT_1_TEMP_HOTEND 200
98 #define PREHEAT_1_FAN_SPEED 0
#define PREHEAT_2_TEMP_HOTEND 240 #define PREHEAT_2_TEMP_BED 110 #define PREHEAT_2_FAN_SPEED 0
Cài đặt thông số cho chức năng cho quá trình preheat, Preheat 1 là dành cho PLA, Preheat 2 là dành cho ABS.
#define SDSUPPORT Cho phép sử dụng thẻ nhớ #define SD_CHECK_AND_RETRY
Kiểm tra có thẻ nhớ hay khơng trong lúc máy đang bận. Nếu khơng kích hoạt chức năng này thì máy sẽ chỉ nhận thẻ nhớ đã cắm lúc khởi động máy.
#define REPRAP_DISCOUNT_FULL_GRAPHIC_SMART_CONTROLLER Cài đặt lựa chọn loại LCD cho máy in, trong trường hợp này sử dụng màn hình LCD Full Graphic Smart Controller.
Tab Configuration_adv.h:
Trong tab này, ta cài đặt các thông số chức năng như sau: #if ENABLED(THERMAL_PROTECTION_HOTENDS) #define THERMAL_PROTECTION_PERIOD 40
#define THERMAL_PROTECTION_HYSTERESIS 4 Cài đặt thông số cho bảo vệ mất nhiệt cho đầu đùn. Dịng 2 là thơng số thời gian, dịng 3 là thơng số nhiệt độ. #define WATCH_TEMP_PERIOD 20
#define WATCH_TEMP_INCREASE 2 #endif
Cài đặt thông số cho bảo vệ gia nhiệt lỗi của đầu đùn. Dịng 1 là thơng số thời gian, dịng 2 là thông số nhiệt độ. #if ENABLED(THERMAL_PROTECTION_BED) #define THERMAL_PROTECTION_BED_PERIOD 20
99
#define THERMAL_PROTECTION_BED_HYSTERESIS 2 Cài đặt thông số cho bảo vệ mất nhiệt cho bàn in.
Dịng 2 là thơng số thời gian, dịng 3 là thơng số nhiệt độ. #define WATCH_BED_TEMP_PERIOD 60
#define WATCH_BED_TEMP_INCREASE 2 #endif
Cài đặt thông số cho bảo vệ gia nhiệt lỗi của bàn in, Dòng 1 là thơng số thời gian, dịng 2 là thơng số nhiệt độ.
100
PHỤ LỤC 2
Assumptions
Model Information
Model name: khung 1 Current Configuration: Default Solid Bodies
Document Name and
Reference Treated As Volumetric Properties
Document Path/Date Modified
101 Répétition circulaire1 Solid Body Mass:0.161976 kg Volume:5.9991e-05 m^3 Density:2700 kg/m^3 Weight:1.58736 N D:\3D PRINTER CORE XY\3D PRINTER CORE XY\Nhơm định hình\20x20 350mm.SLDPRT Répétition circulaire1 Solid Body Mass:0.161976 kg Volume:5.9991e-05 m^3 Density:2700 kg/m^3 Weight:1.58736 N D:\3D PRINTER CORE XY\3D PRINTER CORE XY\Nhôm định hình\20x20 350mm.SLDPRT Répétition circulaire1 Solid Body Mass:0.161976 kg Volume:5.9991e-05 m^3 Density:2700 kg/m^3 Weight:1.58736 N D:\3D PRINTER CORE XY\3D PRINTER CORE XY\Nhơm định hình\20x20 350mm.SLDPRT
102 Répétition circulaire1 Solid Body Mass:0.161976 kg Volume:5.9991e-05 m^3 Density:2700 kg/m^3 Weight:1.58736 N D:\3D PRINTER CORE XY\3D PRINTER CORE XY\Nhơm định hình\20x20 350mm.SLDPRT Répétition circulaire1 Solid Body Mass:0.161976 kg Volume:5.9991e-05 m^3 Density:2700 kg/m^3 Weight:1.58736 N D:\3D PRINTER CORE XY\3D PRINTER CORE XY\Nhơm định hình\20x20 350mm.SLDPRT Répétition circulaire1 Solid Body Mass:0.161976 kg Volume:5.9991e-05 m^3 Density:2700 kg/m^3 Weight:1.58736 N D:\3D PRINTER CORE XY\3D PRINTER CORE XY\Nhơm định hình\20x20 350mm.SLDPRT
103 Répétition circulaire1 Solid Body Mass:0.161976 kg Volume:5.9991e-05 m^3 Density:2700 kg/m^3 Weight:1.58736 N D:\3D PRINTER CORE XY\3D PRINTER CORE XY\Nhơm định hình\20x20 350mm.SLDPRT Répétition circulaire1 Solid Body Mass:0.161976 kg Volume:5.9991e-05 m^3 Density:2700 kg/m^3 Weight:1.58736 N D:\3D PRINTER CORE XY\3D PRINTER CORE XY\Nhơm định hình\20x20 350mm.SLDPRT Répétition circulaire1 Solid Body Mass:0.161976 kg Volume:5.9991e-05 m^3 Density:2700 kg/m^3 Weight:1.58736 N D:\3D PRINTER CORE XY\3D PRINTER CORE XY\Nhơm định hình\20x20 350mm.SLDPRT
104 Répétition circulaire1 Solid Body Mass:0.161976 kg Volume:5.9991e-05 m^3 Density:2700 kg/m^3 Weight:1.58736 N