zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Nghiên cứu thiết kế máy in 3D theo công nghệ FDM (Fused Deposition Modeling)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

14
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu thiết kế máy in 3D theo công nghệ FDM (Fused Deposition Modeling) trình bày một số kết quả nghiên cứu về tìm hiểu công nghệ in 3D và thiết kế máy in 3D. Kết quả nghiên cứu này bước đầu sẽ giúp cho việc làm chủ công nghệ chế tạo máy in 3D ở Việt Nam.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu thiết kế máy in 3D theo công nghệ FDM (Fused Deposition Modeling)

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY IN 3D THEO CÔNG NGHỆ FDM (FUSED DEPOSITION MODELING) Đoàn Yên Thế, Nguyễn Cao Thượng, Nguyễn Tuấn Anh, Nguyễn Trung Hiếu Trường Đại học Thủy lợi, email: dythe@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU khuôn mẫu bằng vật liệu nhựa, cũng như làm các mô hình giảng dạy phục vụ cho công tác Hiện nay trên thế giới có rất nhiều công đào tạo là một vấn đề thực tiễn đòi hỏi. nghệ in 3D khác nhau ứng dụng trong các Trong báo cáo này trình bày một số kết ngành công nghiệp, nhưng tất cả đều có quả nghiên cứu về tìm hiểu công nghệ in 3D điểm chung là tạo nên một vật thể 3D bằng vàthiết kế máy in 3D. Kết quả nghiên cứu cách xếp chồng từng lớp vật chất lên nhau này bước đầu sẽ giúp cho việc làm chủ công cho đến khi tạo hình hoàn chỉnh vật thể đó. nghệ chế tạo máy in 3D ở Việt Nam. Mỗi lớp là một lớp vật liệu mỏng và nằm ngang (horizontal layers). Trong công nghệ 2. NGHIÊN CỨU MÁY IN 3D SỬ DỤNG in 3D thì máy in sẽ là công đoạn tạo ra các CÔNG NGHỆ FDM lớp mỏng từ nguyên liệu có sẵn như là nhựa… [1-4]. Máy in 3D dùng công nghệ FDM là phổ Ở Việt Nam, công nghệ in 3D đang được biến nhất trên thế giới hiện nay. Nguyên lý sử dụng để chế tạo các chi tiết cơ khí có độ công nghệ FDM như được mô tả ở hình 1. phức tạp cao, đặc biệt như các khuôn mẫu chính xác phục vụ công nghiệp quốc phòng, các nhà máy sản xuất ô tô, xe máy, linh kiện điện tử, và các dây chuyền sản xuất công nghiệp. Với những ưu điểm của công nghệ in 3D so với phương pháp gia công truyền thống như giảm khối lượng gia công chi tiết, rút ngắn thời gian gia công, nâng cao độ chính xác và tăng hiệu quả kinh tế nên công nghệ in 3D ở Việt Nam hiện nay bắt đầu được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, hầu hết các máy in 3D được nhập khẩu nguyên chiếc giá thành Hình 1. Sơ đồ nguyên lý máy in 3D FDM đắt. Bên cạnh đó có những máy in 3D được Với nguyên lý này việc xây dựng mẫu sản xuất lắp ráp trong nước từ các linh kiện bằng cách đùn nhựa nóng chảy rồi hoá rắn nhập khẩu nhưngđộ tin cậy của máy, độ từng lớp tạo nên cấu trúc chi tiết dạng khối. chính xác và chất lượng sản không cao so với Vật liệu sử dụng ở dạng sợi có đường kính từ các máy nhập khẩu. 1,75 – 3mm, được dẫn từ một cuộn tới đầu Do đó, việc nghiên cứu thiết kế chế tạo đùn mà chuyển động điều khiển bằng động máy in 3D theo công nghệ FDM với kích cơ servo. Khi sợi được cấp tới đầu đùn nó thước nhỏ gọn và giá thành thấp nhưng vẫn được làm nóng sau đó nó được đẩy ra qua vòi đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật trong chế tạo đùn lên mặt phẳng đế, [1,4]. 188
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 Trong máy in 3D (FDM) vật liệu nóng chảy được đẩy ra, đầu đùn sẽ di chuyển một biên dạng 2D. Độ rộng của đường đùn có thể thay đổi trong khoảng từ (từ 0,193mm đến 0,965mm) và được xác định bằng kích thước của miệng đùn. Miệng của vòi đùn không thể thay đổi trong quá trình tạo mẫu, vì thế cần phân tích các mô hình tạo mẫu trước khi chọn vòi đùn thích hợp. Từ máy in 3D (FDM) lớp vật liệu Hình 2. Máy in 3D dùng công nghệ FDM nóng chảy được đùn ra nó nguội nhanh trong 3. MÔ HÌNH THIẾT KẾ MÁY IN 3D khoảng 1/10(s) và đông cứng lại. Khi một lớp được phủ hoàn thành trên mặt phẳng thì sẽ di Qua phân tích ưu nhược điểm và phạm vi chuyển sang một lớp khác mỏng thông thường ứng dụng cũng như giá hành các mô hình từ 0,178mm đến 0,356mm và quá trình được máy in 3D, nhóm tác giả đã lựa chọn các lặp lại cho đến khi tạo xong sản phẩm. thông số kỹ thuật chính của máy in 3D như Mô hình máy in 3D sử dụng công nghệ được mô tả trong bảng 1. FDM được thể hiện như hình 2. Bảng 1. Các thông số cơ bản của máy in 3D Đặc tính kỹ thuật Thông số Kích thước máy (mm) 480x 450 x 450 Hành trình máy (mm) 300x400x300 Động cơ bước trục X,Y và trục Z NEMA 17(42) 34mm 1.2A Đầu phun nhựa Công suất 40 W Đường kính đầu phun tối đa 0,5mm Khả năng gia công In 3D các chi tiết phức tạp Vật liệu in Nhựa ABS hoặc PLA Dựa vào yêu cầu làm việc của máy in 3D 3.1. Cụm trục X và không gian làm việc của máy. Phương án Nhiệm vụ của cụm trục X là điều khiển thiết kế, kết cấu máy in 3D được mô tả như máy tịnh tiến theo phương X và đỡ đầu phun. hình 3. Các bộ phận chính của máy gồm: (1) Phương án thiết kế cụm trục X được đưa ra bàn máy, (2) cụm trục Y, (3) cụm trục Z, (4) như hình 4. cụm đầu phun, (5) cụm trục X. Hình 4. Mô hình thiết kế 3D cụm trục X Kết cấu chính cụm trục X gồm: (1) dây đai, (2) puli căng đai GT2, (3) ổ bi trượt LM8UU, (4) đai ốc vít me, (5) gá trục Z1, (6) ổ bi trượt LM8UU, (7) thanh trượt trục X Ø8 Hình 3. Mô hình thiết kế máy in 3D (8) gá trục Z2, (9) motor servo. 189
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 3.2. Cụm trục Y 3.4. Cụm đầu phun Nhiệm vụ của cụm trục Y là điều khiển Nhiệm vụ của cụm đầu phun là cấp máy tịnh tiến theo phương Y và đỡ cụm trục nguyên liệu vào và làm nóng chảy sợi nhựa X, cụm trục Z. Phương án thiết kế cụm trục để có thể in được sản phẩm. Phương án thiết Y được đưa ra như hình 5. kế cụm đầu phun được đưa ra ở hình 6. Kết cấu chính của cụm đầu phun gồm: (1) quạt tản nhiệt, (2) motor servo, (3) bộ tời nhựa MK8, (4) bộ gá đầu phun, (5) tấm đỡ đầu phun nhựa, (6) đầu phun. Hình 5. Mô hình thiết kế 3D cụm trục Y Kết cấu chính của cụm trục Y gồm: (1) ke nhôm định hình (2) ổ bi trượt LM8UU, (3) Hình 6. Mô hình 3D thiết kế cụm đầu phun nhôm định hình 20×20, (4) thanh trượt trục Y Ø8, (5) gá puli trục Y, (6) gá thanh trượt trục 5. KẾT LUẬN Y, (7) chân máy, (8) ke nhôm định hình, (9) Báo cáo trình bày một số kết quả nghiên tấm đỡ trục Z, (10) gá bi trượt, (11) motor cứu đã đạt được như sau: servo, (12) puli căng đai GT2, (13) tấm đỡ + Nghiên cứu về công nghệ in 3D FDM. trục Y. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế máy 3.3. Cụm trục Z in 3D. Nhiệm vụ của cụm trục Z là điều khiển + Thiết kế chi tiết máy in 3D theo công máy tịnh tiến theo phương Z và đỡ động cơ nghệ in FDM vật liệu in là các loại nhựa như trục chính. Phương án thiết kế cụm trục Z PLA và ABS. được đưa ra như hình 6. 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vinod G. Surange, Punit V. Gharat (2016). 3D Printing ProcessUsing Fused Deposition Modelling (FDM). In: International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET). Vol. 03, Issue03. [2] M. Kamran, A. Saxena (2016). A Comprehensive Study on 3D Printing Technology. In: International Journal of Mechanical Engineering. Vol. 6, No. 2, pp.63-69. [3] A. Ramya, S. Vanapalli (2016), 3D Printing Hình 6. Mô hình thiết kế 3D cụm trục Z Technologies in Various Application, In: IJMET. Vol. 7, Issue. 3, pp. 396-409. Kết cấu chính của cụm trục Z gồm: (1) khớp [4] J. Cieplak, A. Duda, B. Sidor (2014). 3D nối mềm, (2) Vít me Ø8, (3) ổ bi trượt Printers – New Possibilities in Education. LM8UU, (4) thanh trượt trục Z Ø8, (5) vòng bi In:Advances in Science and Technology 607, (6) ke nhôm định hình, (7) nhôm định Research Journal. Vol. 08, No.24, pp. 96-101. hình 20×20, (8) tấm đỡ trục Z, (9) motor servo. 190

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.