Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật cơ khí: Nghiên cứu phân bố độ bền kéo giữa các lớp in 3D kim loại theo phương pháp hàn đắp

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:129

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn "Nghiên cứu phân bố độ bền kéo giữa các lớp in 3D kim loại theo phương pháp hàn đắp" với các nội dung chính như: tìm hiểu một số đặc trưng cơ bản của công nghệ in 3D kim loại; Các phương pháp và ứng dụng của công nghệ in 3D kim loại; Nghiên cứu độ bền của sản phẩm sử dụng công nghệ in 3D bằng phương pháp thử độ bền kéo; Những thành tựu về nghiên cứu công nghệ in 3D kim loại hiện nay.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật cơ khí: Nghiên cứu phân bố độ bền kéo giữa các lớp in 3D kim loại theo phương pháp hàn đắp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ÐỒNG TUẤN HƯNG NGHIÊN CỨU PHÂN BỐ ÐỘ BỀN KÉO GIỮA CÁC LỚP IN 3D KIM LOẠI THEO PHƯƠNG PHÁP HÀN ÐẮP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 62520103 S K C0 0 5 9 6 2 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỒNG TUẤN HƯNG NGHIÊN CỨU PHÂN BỐ ĐỘ BỀN KÉO GIỮA CÁC LỚP IN 3D KIM LOẠI THEO PHƯƠNG PHÁP HÀN ĐẮP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 62520103 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ ĐỒNG TUẤN HƯNG NGHIÊN CỨU PHÂN BỐ ĐỘ BỀN KÉO GIỮA CÁC LỚP IN 3D KIM LOẠI THEO PHƯƠNG PHÁP HÀN ĐẮP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 62520103 Hướng dẫn khoá học: TS. PHẠM SƠN MINH Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2018
LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Đồng Tuấn Hưng Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 19/06/1990 Nơi sinh: Nam Định Quê quán: Nam Định Dân tộc: Kinh Địa chỉ liên lạc: 1257 Bùi Văn Hoà, Long Bình, Biên Hoà, Đồng Nai Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà : Fax: E-mail: tuanhungckm@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/… đến …/ … Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: 2. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 10/2008 đến 06/2013 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM Ngành học: Cơ khí chế tạo máy Môn thi tốt nghiệp: III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm i
LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Tp. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 10 năm 2018 Đồng Tuấn Hưng ii
LỜI CẢM ƠN Trải qua hai năm học tập và nghiên cứu chương trình đào tạo sau đại học tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh, em đã đúc kết được nhiều kiến thức bổ ích cho chuyên môn của mình. Trong luận văn thạc sĩ của mình, em đã vận dụng những kiến thức mà mình đã được trang bị để bước đầu nghiên cứu nguyên lý làm việc của máy in kim loại 3D. Bước chân vào nghiên cứu và giải quyết vấn đề hoàn toàn mới dựa trên cơ sở lý thuyết hàn đắp nên trong thời gian đầu tiếp cận em đã gặp rất nhiều bỡ ngỡ và khó khăn. Cho đến nay, luận văn của em đã đạt được những kết quả như mong muốn. Đến đây, cho phép em gửi lời cảm ơn chân thành đến : - Ban giám hiệu trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.Hồ Chí Minh. - Thầy TS. Phạm Sơn Minh – Khoa Cơ Khí - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh đã tận tình hướng dẫn em trong thời gian vừa qua. - Thầy TS. Trần Minh Thế Uyên – Khoa Cơ Khí - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh đã giúp đỡ em rất nhiều về vấn đề mẫu thí nghiệm. - Quý thầy cô khoa Cơ Khí Máy – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh. - Sự giúp đỡ nhiệt tình bên Công ty cổ phần tư vấn kiểm định Sài Gòn Á Châu. - Gia đình bạn bè. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, sự hỗ trợ, động viên quý báu của tất cả mọi người. Xin trân trọng cảm ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2018 Học viên thực hiện luận văn iii
TÓM TẮT Ngày nay khái niệm Hàn nói chung, Hàn Đắp nói riêng không phải là phương pháp gì mới xa lạ. Với phương pháp Hàn Đắp không chỉ là một quá trình đem phủ lên bề mặt chi tiết một lớp kim mà còn có thể dùng để phục hồi các chi tiết bị mài mòn, hoặc bị hư hỏng như gãy, vỡ, nứt... Ngoài ra phục hồi bằng Hàn Đắp còn có thể cải thiện được tính chất cơ lý của chi tiết làm tăng tuổi thọ của nó và cũng có thể sử dụng để chế tạo chi tiết mới. Vì những ưu điểm vượt trội như vậy nên phương pháp này ngày càng sử dụng phổ biến trong các lĩnh vực cơ khí luyện kim. Để hiểu rõ hơn các tính chất cơ tính của các mối, chi tiết Hàn Đắp. Bằng cách thay đổi các thông số máy hàn và hướng hàn khác nhau từ đó để kiểm tra các thông số độ bền kéo của chi tiết hàn có đạt được nhưng yêu cầu đề ra hay không. Từ đó ta chọn được các ví trí hướng hàn cũng như thông số hàn để có các mối hàn, chi tiết có những tính chất hợp lý cao nhất. Để “Nghiên cứu phân bố độ bền kéo giữa các lớp in 3D kim loại theo phương pháp hàn đắp”. Em kết hợp giữa công nghệ hàn MAG và máy CNC để tạo ra các mẫu thử nghiệm theo tiêu chuẩn TCVN 197. Bằng cách này ta tạo được các khối hàn có hình dạng và kích thước theo yêu cầu của mẫu cần chế tạo. Để kiểm tra độ bền kéo của chi tiết Hàn Đắp, em chọn phương pháp kiểm tra bằng phá hủy ở nhiệt độ phòng. Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất kim loại, chế tạo cơ khí, đúc luyện kim và kiểm định vật liệu… Ở nước ta cũng đã được sử dụng từ rất lâu, thuận lợi cho mọi người có thể nghiên cứu. Từ đó ta có được các số liệu phụ vụ cho mục đích sau này. iv
ABSTRACT Today, the concept of Welding in general, Build-up Welding in particular is not a new strange method. With welding method, not only is a process of covering the surface with a layer of metal, but also can be used to repair abrasive or damaged parts such as broken, cracked or broken. Reinforced welding can also improve the mechanical properties of parts that increase its life span and can also be used to fabricate new details. Because of such outstanding advantages, this method is increasingly used in the field of metallurgical engineering. To better understand the mechanical properties of termites, details of welding. By changing the parameters of the welding machine and the different welding direction from which to check the tensile parameters of the welding parts have achieved the required requirements or not. From this we can choose the welding direction as well as welding parameters to have the welds, the details are the most reasonable properties. To "Study the distribution of tensile strength between 3D metal layers by build- up welding method". I combine MAG welding technology and CNC machine to create test samples according to TCVN 197 standards. In this way, we create welding blocks in the shape and size required by the sample to be fabricated. To check the tensile strength of this welding part, you select the test method by destroying at room temperature. This method is widely applied in the metal manufacturing, mechanical manufacturing, metallurgical molding and material testing... In our country has also been used for a long time, convenient for people to study. From there we get the metrics for the purpose later. v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT δ Độ bền N/mm². 𝑒̇ Tốc độ biến dạng I Cường độ dòng điện A. P Lực tác động N. Ṙ Tốc độ ứng suất S Diện tích mm². t Thời gian s. V Vận tốc mm/s AC Nguồn điện xoay chiều. ASTME American Society for Testing and Materials. AWS American welding society. CNC Computer numerical control. Công nghệ 3DP 3Dimensional Printing Techniques. Công nghệ FDM Fused Deposition Modeling. Công nghệ LOM Laminated Object Manufacturing. Công nghệ SLS Selective Laser Sintering. DC Nguồn điện một chiều. DCEP Dây hàn nối với cực dương của nguồn điện. DT Destructive testing. GMAW Gas Metal Arc Welding. Hàn TIG Tungsten Inert Gas. KTKPH Kiểm tra không phá hủy. KTPH Kiểm tra phá hủy. MAG Metal Active Gas. MIG Metal Inert Gas. Nhựa ABS Acrylonitrile butadiene styrene. Nhựa PLA Polylactic axit. SLM Selective Laser Melting. TCVN 197 Tiêu chuẩn Việt Nam 197. Tiêu chuẩn ISO International Organization for standardization vi
MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC ................................................................................................ i LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................ii LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... iii TÓM TẮT .................................................................................................................. iv ABSTRACT ................................................................................................................ v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... vi MỤC LỤC .................................................................................................................vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .............................................................................. xi DANH MỤC CÁC HÌNH .........................................................................................xii CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ........................................................................................ 1 1.1 Đặt vấn đề .......................................................................................................... 1 1.2 Nội dung nghiên cứu ......................................................................................... 2 1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu và giới hạn đề tài ............................................................ 2 1.4 Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 2 1.5 Điểm mới của luận văn ...................................................................................... 3 1.6 Giá trị thưc tiễn của luận văn ............................................................................. 3 1.7 Các nghiên cứu trong và ngoài nước ................................................................. 4 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN ................................................................................. 5 2.1 Lý thuyết về độ bền kéo..................................................................................... 5 2.1.1 Khái niệm độ bền kéo .................................................................................. 5 2.1.1.1 Độ bền .................................................................................................... 5 2.1.1.2 Độ bền kéo ............................................................................................. 5 2.1.2 Phương pháp thử độ bền kéo ....................................................................... 5 2.1.3 Ý nghĩa ......................................................................................................... 6 2.2 Hàn hồ quang nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ (GMAW) .................... 7 2.2.1 Giới thiệu chung về công nghệ Hàn GMAW .............................................. 7 2.2.1.1 Khái niệm cơ bản ................................................................................... 7 2.2.1.2 Đặc điểm của hàn GMAW..................................................................... 8 vii
2.2.1.3 Ưu nhược điểm của hàn GMAW ........................................................... 9 2.2.2 Vật liệu và thiết bị hàn GMAW ................................................................. 10 2.2.2.1 Vật liệu hàn .......................................................................................... 10 2.2.2.2 Thiết bị hàn .......................................................................................... 14 2.2.3 Các kiểu chuyển dịch giọt kim loại trong hàn MAG và MIG ................... 16 2.2.3.1 Chuyển dịch tia .................................................................................... 16 2.2.3.2 Chuyển dịch cầu................................................................................... 17 2.2.3.3 Chuyển dịch ngắn mạch ....................................................................... 18 2.2.3.4 Chuyển dịch tia vừa (chuyển dịch hỗn hợp) ........................................ 19 2.2.4 Hàn GMAW xung ...................................................................................... 20 2.3 Công nghệ hàn đắp kim loại ............................................................................ 20 2.3.1 Các tính chát chung trong kỹ thuật hàn đắp............................................... 20 2.3.1.1 Khái niệm ............................................................................................. 20 2.3.1.2 Tính chất của kim loại lớp đắp ............................................................ 21 2.3.1.3 Tính hàn của kim loại và hợp kim ....................................................... 21 2.3.2 Phân loại các phương pháp hàn đắp........................................................... 22 2.3.2.1 Hàn đắp hồ quang tay bằng que hàn .................................................... 22 2.3.2.2 Hàn đắp tự động dưới lớp thuốc .......................................................... 25 2.3.2.3 Hàn đắp tự động bằng dây hàn lõi bột ................................................. 26 2.3.2.4 Hàn đắp tự động trong môi trường khí bảo vệ..................................... 28 2.3.2.5 Hàn đắp tự động hồ quang rung........................................................... 33 2.3.2.6 Hàn đắp điện xỉ .................................................................................... 39 2.3.2.7 Hàn đắp bằng hồ quang Plasma ........................................................... 41 2.4 Phương pháp kiểm tra bằng phá hủy ............................................................... 42 2.4.1 Điều kiện thử. ............................................................................................. 44 2.4.2 Tốc độ thử dựa trên điều khiển tốc độ biến dạng (𝑒𝐿𝑐) - Phương pháp A 44 2.4.3 Tốc độ thử dựa trên tốc độ ứng suất (phương pháp B) .............................. 48 2.4.4 Lựa chọn phương pháp và tốc độ............................................................... 50 2.4.5 Tài liệu và các điều kiện thử được lựa chọn .............................................. 50 viii
2.4.6 Xác định giới hạn chảy trên ....................................................................... 51 2.4.7 Xác định giới hạn chảy dưới ...................................................................... 52 2.4.8 Xác định giới hạn dẻo, độ giãn dẻo ........................................................... 52 2.4.9 Xác định giới hạn dẻo, độ giãn dài tổng .................................................... 54 2.4.10 Phương pháp kiểm định giới hạn bền quy ước ........................................ 54 2.4.11 Xác định độ giãn tương đối tại điểm chảy ............................................... 55 2.4.12 Xác định độ giãn dẻo tương đối ở lực lớn nhất ....................................... 56 2.4.13 Xác định độ giãn dài tương đối tổng ở lực lớn nhất ................................ 57 2.4.14 Xác định độ giãn dài tương đối tổng khi đứt ........................................... 57 2.4.15 Xác định độ giãn dài tương đối sau đứt ................................................... 57 2.4.16 Xác định độ thắt tương đối ...................................................................... 59 CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ IN 3D ........................................................................... 60 3.1 Khái niệm......................................................................................................... 60 3.2 Phân loại vật liệu sử dụng cho công nghệ in 3D ............................................. 61 3.2.1 Nhóm vật liệu in 3D bằng nhựa ................................................................. 61 3.2.2 Nhóm vật liệu in 3D bằng kim loại............................................................ 63 3.2.3 Nhóm vật liệu in 3D bằng chất hữu cơ ...................................................... 64 3.3 Công nghệ in 3D thông dụng hiện nay ............................................................ 65 3.3.1 Công nghệ in SLA (Stereolithography) ..................................................... 65 3.3.2 Công nghệ in SLS (Selective Laser Sintering) ......................................... 66 3.3.3 Công nghệ in LOM (Laminated Object Manufacturing) .......................... 67 3.3.4 Công nghệ in 3DP (3Dimensional Printing Techniques) ......................... 68 3.4.5 Công nghệ in FDM (Fused Deposition Modeling) .................................... 69 3.4 Công nghệ in 3D kim loại ................................................................................ 70 3.4.1 Khái niệm ................................................................................................... 70 3.4.2 Quy trình in 3D kim loại bằng công nghệ SLM (Selective Laser Melting) ... 71 CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẪU THỬ KÉO VÀ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM ................................................................................................................... 72 4.1 Cơ sở lý luận .................................................................................................... 72 ix
4.1.1 Hình dạng và kích thước ............................................................................ 72 4.1.2 Loại mẫu thử .............................................................................................. 73 4.1.3 Xác định diện tích mặt cắt ngang ban đầu ................................................. 73 4.1.4 Đánh dấu chiều dài cữ ban đầu .................................................................. 74 4.2 Thiết kế mẫu thử. ............................................................................................. 74 4.2.1 Kích thước mẫu thử. .................................................................................. 74 4.2.2 Dung sai mẫu thử. ...................................................................................... 75 4.2.3 Vị trí lấy mẫu thử. ...................................................................................... 76 4.3 Quá trình chế tạo mẫu thử ............................................................................... 78 4.3.1 Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị. ......................................................................... 78 4.3.2 Quá trình gia công. ..................................................................................... 78 4.4 Quá trình thử kéo ............................................................................................. 85 4.4.1 Chuẩn bị dụng cụ. ...................................................................................... 85 4.4.2 Chuẩn bị thí nghiệm. .................................................................................. 87 4.4.3 Tiến hành thí nghiệm ................................................................................. 87 CHƯƠNG 5 PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ................... 88 A – Kết quả ............................................................................................................... 88 5.1 Cách ký hiệu các mẫu thử ................................................................................ 88 5.2 Bảng thống kê đánh giá kiểm tra độ bền kéo cho chi tiết hàn đắp. ................. 89 B – Nhận xét.............................................................................................................. 91 5.3 Nhận xét kết quả sau kéo và rút ra kết luận. .................................................... 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 96 PHỤ LỤC .................................................................................................................. 97 x
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 2.1: Mối liên hệ giữa đường kính dây và cường độ dòng điện [3]. ...............30 Bảng 2.2: Mối liên hệ giữa đường kính dây và tầm với điện cực [3]. .....................31 Bảng 2.3: Tốc độ ứng suất [4] .................................................................................49 Bảng 4.1: Tiêu chuẩn cho mẫu thử [4]. ....................................................................73 Bảng 4.2: Cơ tính mối hàn [3]: .................................................................................78 Bảng 4.3: Thành phần hóa học của dây hàn (%): .....................................................78 Bảng 5.1: Kết quả kiểm tra độ bền kéo. ...................................................................89 xi
DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1 - Mẫu thử và sơ đồ nguyên lý máy thử kéo – nén [4]. ................................5 Hình 2.2 - Biểu đồ quan hệ giữa lực kéo và biến dạng khi kéo [4]............................6 Hình 2.3 – Cơ cấu hàn [6] ..........................................................................................8 Hình 2.4 – Hình dạng mối hàn trên tấm nhôm [3] .....................................................9 Hình 2.5 – Hình dạng mối hàn của kim loại ngấu với hỗn hợp khí Ar và Oxy [3] ...9 Hình 2.6 – Ứng dụng của khí bảo vệ với kim loại hàn [3] .........................................9 Hình 2.7 - Thiết bị phương pháp hàn GMAW cơ bản .............................................14 Hình 2.8 - Súng hàn bán tự động dùng khí làm mát [7] ..........................................15 Hình 2.9 - Chuyển dịch dạng tia [3] .........................................................................16 Hình 2.10 - Chuyển dịch dạng cầu [3] .....................................................................17 Hình 2.11 - Chuyển dịch ngắn mạch [3] ..................................................................18 Hình 2.12 - Chuyển dịch dạng tia vừa (chuyển dịch hỗn hợp) [3] ...........................19 Hình 2.13 – Hàn GMAW xung [3]...........................................................................20 Hình 2.14 - Nguyên lý hàn hồ quang tay [6] ............................................................22 Hình 2.15 - Ảnh hưởng của Mn (a) và Cr (b) đối với độ cứng của thép [3] ............24 Hình 2.17 - Sơ đồ nguyên lý hàn đắp tự động trong khí bảo vệ [6]. ........................28 Hình 2.18 - Sơ đồ máy hàn TIG [6] .........................................................................31 Hình 2.19 - Cơ cấu mỏ hàn TIG [6] .........................................................................32 Hình 2.20 - Sơ đồ thiết bị hàn đắp điện rung [3]......................................................34 Hình 2.21 - Sơ đồ nguyên lý hàn điện xỉ [3] ............................................................39 Hình 2.22 - Hàn hồ quang Plasma [7] ......................................................................41 Hình 2.23 - Hình minh họa các tốc độ biến dạng được sử dụng trong thử kéo, nếu ReH, ReL, Rp, Rt, Rm, Ag, Agt, A, At và Z được xác định [4]. ......................................46 Hình 2.24 - Ví dụ về các giới hạn chảy trên và dưới cho các kiểu đường cong khác nhau [4] ..............................................................................................................................51 Hình 2.25 - Giới hạn dẻo, độ giãn dẻo, Rp [4] ..........................................................52 Hình 2.26 - Giới hạn dẻo, độ giãn dẻo, Rp phương pháp lựa chọn [4].....................53 xii
Hình 2.27 - Giới hạn dẻo, độ giãn dài tổng, Rt [4] ..................................................54 Hình 2.28 - Giới hạn bền quy ước, Rr [4] .................................................................55 Hình 2.29 - Các phương pháp đánh giá khác nhau về độ giãn của điểm chảy tương đối, Ae [4] ..................................................................................................................56 Hình 3.1 - Charles Hull người phát minh ra chiếc máy in 3D đầu tiên năm 1986...60 Hình 3.2 - Các loại vật liệu nhựa phổ biến trong công nghệ in 3D [8] ....................62 Hình 3.3 - Các loại vật liệu kim loại phổ biến trong công nghệ in 3D [8]...............63 Hình 3.4 – Vật liệu bằng chất hữu cơ [8] ................................................................64 Hình 3.5 - Công nghệ SLA [8] .................................................................................65 Hình 3.6 - Công nghệ SLS [8] ..................................................................................66 Hình 3.7 - Công nghệ LOM [8] ................................................................................67 Hình 3.8 - Nguyên lý làm việc của 3DP [8] .............................................................68 Hình 3.9 - Công nghệ FDM [8] ................................................................................70 Hình 3.10 – Sản phẩm được chế tạo bằng phương pháp SLM [8] ...........................71 Hình 4.1 - Mẫu thử kéo ............................................................................................75 Hình 4.2 - Thông số khối A ......................................................................................76 Hình 4.3 - Thông số mẫu B ......................................................................................77 Hình 4.4 - Thông số mẫu C ......................................................................................77 Hình 4.5 - Gá tấm đế lên tấm gá...............................................................................79 Hình 4.6 - Vị trí ban đầu của khối A trên tấm đế. ....................................................79 Hình 4.7 - Vị trí ban đầu của khối B trên tấm đế. ....................................................80 Hình 4.8 - Vị trí ban đầu của khối C trên tấm đế. ....................................................80 Hình 4.9 - Hàn lớp thứ 1..........................................................................................81 Hình 4.10 - Phay bỏ lớp 1. .......................................................................................81 Hình 4.11 - Quá trình hàn tiếp lớp 2. .......................................................................82 Hình 4.12 - Sản phẩm khối A sau khi hàn................................................................82 Hình 4.13 - Sản phẩm khối B sau khi hàn. ...............................................................82 Hình 4.14 - Sản phẩm khối C sau khi hàn. ...............................................................83 Hình 4.15 - Phay bỏ 4 mặt bên. ................................................................................83 xiii
Hình 4.16 - Sản phẩm sau khi phay biên dạng hoàn tất. ..........................................83 Hình 4.17 - Gá đặt các khối vào máy cưa ................................................................84 Hình 4.18 - Cưa các khối thành những khối nhỏ hơn. .............................................84 Hình 4.19 - Quá trình phay đĩa. ................................................................................84 Hình 4.20 - Sản phẩm sau khi phay đĩa. ...................................................................85 Hình 4.21 - Phay biên dạng đúng kích thước mẫu thử .............................................85 Hình 4.22 - Sản phẩm sau khi phay. .........................................................................85 Hình 4.23 - Máy thử vạn năng 1000kN điện tử Jingyuan WEW-1000B điều khiển vi xử lý điện tử. .........................................................................................................86 Hình 4.24 - Gàm gá đặt mẫu thử. .............................................................................87 Hình 4.25 - Máy kiểm tra độ bền kéo lúc đang kéo. ................................................87 Hình 5.1 - Vị trí lấy mẫu kéo của khối A .................................................................88 Hình 5.2 - Vị trí lấy mẫu kéo của khối B .................................................................88 Hình 5.3 - Vị trí lấy mẫu kéo của khối C .................................................................89 Hình 5.4 - Mẫu thử trước và sau khi thử kéo ...........................................................90 Hình 5.5 - Ảnh hưởng của hướng hàn tới độ bền kéo ..............................................92 Hình 5.6 - Ảnh hưởng thứ tự cụm I,II,III tới độ bền kéo trong khối A....................92 Hình 5.7 - Ảnh hưởng thứ tự cụm tới độ bền kéo trong khối B ...............................92 Hình 5.8 - Ảnh hưởng thứ tự cụm tới độ bền kéo trong khối C ...............................93 Hình 5.9 - Ảnh hưởng thứ tự lớp 1,2,3 tới độ bền kéo trong khối A .......................93 Hình 5.10 - Ảnh hưởng thứ tự lớp 1,2,3 tới độ bền kéo trong khối B .....................93 Hình 5.11 - Ảnh hưởng thứ tự lớp 1,2,3 tới độ bền kéo trong khối C .....................94 Hình 5.12 - Biểu đồ lực của mẩu A.I.1 ....................................................................97 Hình 5.13 - Biểu đồ lực của mẫu A.I.2 ....................................................................97 Hình 5.14 - Biểu đồ lực của mẩu A.I.3 ....................................................................98 Hình 5.15 - Biểu đồ lực của mẫu A.II.1 ...................................................................98 Hình 5.16 - Biểu đồ lực của mẩu A.II.2 ...................................................................99 Hình 5.17 - Biểu đồ lực của mẫu A.II.3 ...................................................................99 Hình 5.18 - Biểu đồ lực của mẩu A.III.1 ................................................................100 xiv
Hình 5.19 - Biểu đồ lực của mẫu A.III.3 ................................................................100 Hình 5.20 - Biểu đồ lực của mẩu B.I.1 ...................................................................101 Hình 5.21 - Biểu đồ lực của mẫu B.I.2 ...................................................................101 Hình 5.22 - Biểu đồ lực của mẩu B.I.3 ...................................................................102 Hình 5.23 - Biểu đồ lực của mẫu B.II.1 .................................................................102 Hình 5.24 - Biểu đồ lực của mẩu B.II.2 .................................................................103 Hình 5.25 - Biểu đồ lực của mẫu B.II.3 .................................................................103 Hình 5.26 - Biểu đồ lực của mẩu B.III.1 ................................................................104 Hình 5.27 - Biểu đồ lực của mẫu B.III.2 ................................................................104 Hình 5.28 - Biểu đồ lực của mẩu B.III.3 ................................................................105 Hình 5.29 - Biểu đồ lực của mẫu C.I.1 ...................................................................105 Hình 5.30 - Biểu đồ lực của mẩu C.I.2 ...................................................................106 Hình 5.31 - Biểu đồ lực của mẫu C.I.3 ...................................................................106 Hình 5.32 - Biểu đồ lực của mẩu C.II.1 .................................................................107 Hình 5.33 - Biểu đồ lực của mẫu C.II.2 .................................................................107 Hình 5.34 - Biểu đồ lực của mẩu C.II.3 .................................................................108 Hình 5.35 - Biểu đồ lực của mẫu C.III.1 ................................................................108 Hình 5.36 - Biểu đồ lực của mẩu C.III.2 ................................................................109 Hình 5.37 - Biểu đồ lực của mẫu C.III.3 ................................................................109 xv
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Công nghệ sản xuất đắp dần, hay còn gọi là công nghệ in 3D, đã trở nên quan trọng trên toàn thế giới. Theo nhiều nhà phân tích, ứng dụng công nghệ in 3D là “chìa khoá” công nghệ cho tương lai mà bất cứ doanh nghiệp nào, bất cứ ngành công nghiệp sản xuất nào và bất cứ quốc gia nào đều phải chú ý. Trong đó, máy in 3D kim loại đang được biết đến như một ứng dụng thực tiễn nhất của công nghệ in 3D vào cuộc sống và công nghiệp. Nếu máy in 3D kim loại tiếp tục tăng số lượng, chất lượng và tốc độ tạo ra sản phẩm, thì nó sẽ là độc tôn của công nghệ in 3D. Cũng như làm thay đổi đến 50% phương pháp gia công truyền thống. Việc nghiên cứu ảnh hưởng của thông số in 3D kim loại tới độ bền của sản phẩm trên thể giới đã có những thành tựu nhất định. Còn ở nước ta hiện nay đề tài này vẫn còn khá mới mẻ, nhưng đây là vấn đề cần thiết vì nó giúp chúng ta hiểu rõ hơn về khả năng ứng dụng của sản phẩm, thuận lợi cho việc gia công và nghiên cứu sau này. Từ đó tăng tuổi thọ, giảm giá thành sản phẩm phục vụ cho các ngành khoa học, ứng dụng vào các lĩnh vực công nghiệp. Vì tính chất cấp bách phát triển công nghệ in 3D kim loại ở nước ta, đề tài nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến độ bền của sản phẩm sử dụng công nghệ in 3D kim loại có một ý nghĩa thực tiễn khá quan trọng. Phương pháp thử kéo kim loại ở nhiệt độ môi trường được ứng dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất kim loại, chế tạo cơ khí, đúc luyện kim và kiểm định vật liệu…ở nước ta cũng đã được sử dụng từ rất lâu, thuận lợi cho mọi người có thể nghiên cứu. Do đó, với sự định hướng và giúp đỡ của thầy TS. Phạm Sơn Minh nên em chọn lĩnh vực này làm cơ sở để nghiên cứu và thực hiện đề tài: “Nghiên cứu phân bố độ bền kéo giữa các lớp in 3D kim loại theo phương pháp hàn đắp” 1