Chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC MÁY FDM
2.8. Phương pháp tối ưu hóa thông số công nghệ sản phẩm
2.8.1. Các thông số công nghệ quá trình FDM
Công nghệ FDM là một công nghệ phức tạp bao gồm nhiều thông số quá trình khác nhau nhƣ: Tốc độ đùn vật liệu, tốc độ cấp liệu, tốc độ di chuyển các trục XYZ, chiều dày lớp, nhiệt độ làm việc của vật liệu mẫu, nhiệt độ buồng tạo mẫu, hướng tạo mẫu, độ co rút của vật liệu…. Các thông số được liệt kê trong bảng:
Nguyễn Minh Dương 35 MSHV: 13041410 Bảng 2. 2 Các thông số công nghệ quá trình FDM:
Các thông số công nghệ
Chiều dày lớp cắt Đường kính đầu Chiều rộng đường đùn Tốc độ đùn dây Tốc độ đầu đùn Tốc độ con lăn Nhiệt độ đầu đùn Tốc độ dòng nhựa
Nhiệt độ buồng Đường kính dây
Chi u dày lớp cắt: đây là thông số quan trọng, ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt, thời gian tạo mẫu và độ chính xác hình dạng của chi tiết FDM. Ảnh hưởng của chiều dày cắt lớp đến sản phẩm FDM đã được trình bày tại phần 2.5.1.
Hình 2. 28 Chiều dày cắt lớp
Chi u rộ g đườ g đù : Là chiều dày (đƣợc đo trong mặt phẳng X-Y ) của đường đùn lắng đọng trên tấm đỡ của máy sau khi vật liệu được đùn ra từ đầu đùn Hình 2. 28. Đây là thông số thể hiện sự biến dạng của sợi đùn khi được bồi đắp các lớp, chiều rộng đường đùn cũng là một thông số ảnh hưởng đến độ cứng, cơ tính của sản phẩm FDM.
Góc đ đầy: được thể hiện trên Hình 2. 28, đây là thông số ảnh hưởng đến cơ tính của sản phẩm, tùy từng góc đùn khác nhau mà cơ tính của sản phẩm sẽ khác nhau.
Nguyễn Minh Dương 36 MSHV: 13041410
Khe hở giữa các đườ g đ đầy (Air gap): Là khoảng không gian giữa các đường đùn của vật liệu. Nó có thể bằng 0 khi các đường đùn vừa chạm nhau, có thể có giá trị dương khi các đường đùn hoàn toàn tách rời nhau, và cũng có thể có giá trị âm khi các đường đùn chồng lên nhau (Hình 2. 29). Lúc này cấu trúc của các đường đùn tăng lên và thời gian tạo mẫu dài hơn nhưng độ bền sẽ tăng là thông số công nghệ ảnh hưởng đến thời gian tạo mẫu, cũng nhƣ là cơ tính của sản phẩm.
Hình 2. 29 Khe hở giữa các đường điền đầy
Hướng tạo mẫu: Hướng tạo mẫu là hướng nghiêng của mẫu trên bàn máy theo các trục tọa độ X, Y, Z. Mẫu có thể được đặt theo các hướng thích hợp để tránh phải sử dụng vật liệu đỡ, hoặc để tăng độ bền của mẫu. Do đó, chúng ta cần xác định mục tiêu là thời gian hay chất lƣợng bề mặt hoặc độ bền để xác định hướng tạo mẫu cho hợp lý.
Hình 2. 30 Hướng tạo mẫu và vật liệu đỡ
Nhiệt độ đù : Nếu nhiệt độ đầu đùn thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của vật liệu thì không đùn vật liệu ra đƣợc. Còn nếu lớn hơn nhiệt độ nóng chảy của vật liệu thì nhựa bắt đầu bị quá nhiệt, sợi vật liệu đùn ra bị rỗ khí bên trong, hoặc quá loãng và có thể cháy vật liệu làm nghẹt đầu đùn.
Nguyễn Minh Dương 37 MSHV: 13041410
Nhiệt độ buồng: Nhiệt độ buồng tạo mẫu ảnh hưởng đến chất lượng của mẫu. Ở nhiệt độ buồng tạo mẫu thấp thì vật liệu đùn ra sẽ nguội nhanh. Do đó, vật liệu sẽ không thể bám đƣợc trên tấm đỡ và liên kết giữa các lớp sẽ kém bền. Khi nhiệt độ buồng tạo mẫu cao, vật liệu đùn sẽ lâu hoá rắn và các lớp vật liệu bên dưới (đã được tạo ra trước đó) sẽ không đủ cứng để đỡ các lớp bên trên. Vì vậy, giữ nhiệt độ buồng tạo mẫu ổn định và thích hợp trong quá trình máy FDM làm việc là một yêu cầu cần thiết.
Tốc độ đù vật liệu: Tốc độ đùn rất quan trọng, điều này bị ràng buộc bởi khả năng gia nhiệt của cụm gia nhiệt và tính chất của vật liệu. Vận tốc đùn còn ảnh hưởng đến năng suất của hệ thống tạo mẫu, vận tốc đùn nhanh sẽ rút ngắn thời gian tạo mẫu hơn.
Tóm lại, các thông số công nghệ quá trình tạo mẫu là những yếu tố quan trọng đối với tất cả các máy FDM trong công nghiệp chế tạo, chế độ công nghệ tối ƣu thì chất lƣợng sản phẩm mang lại sẽ tốt, năng suất lao động tăng cao.