Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ: Thiết kế, chế tạo và ứng dụng máy in 3D khổ lớn tích hợp công nghệ IoT

Sự tiến bộ của Công nghiệp 4.0 đã làm nổi bật tiềm năng chuyển đổi của sản xuất bồi đắp, đặc biệt là in 3D. Mặc dù các máy in 3D tiêu chuẩn đã phổ biến, nhu cầu sản xuất các đối tượng khổ lớn một cách hiệu quả và tiết kiệm chi phí đã chỉ ra một khoảng trống lớn trong các công nghệ hiện tại. Luận văn này giải quyết thách thức đó bằng cách tập trung vào thiết kế, chế tạo và ứng dụng máy in 3D khổ lớn sử dụng công nghệ FDM. Một mục tiêu chính là nâng cao mức độ tự động hóa và độ chính xác trong các quy trình thiết kế ngược thông qua việc tích hợp liền mạch máy quét 3D. Hơn nữa, nghiên cứu nhằm mục đích thiết lập kết nối và kiểm soát mạnh mẽ cho các hệ thống tiên tiến này, tận dụng khả năng của công nghệ IoT để giám sát và quản lý thời gian thực.

Nghiên cứu sinh, kỹ sư, và các chuyên gia trong lĩnh vực sản xuất bồi đắp, cơ điện tử, Internet of Things, thiết kế công nghiệp và tự động hóa.

Luận văn này trình bày một nghiên cứu toàn diện về thiết kế, chế tạo và ứng dụng máy in 3D khổ lớn sử dụng công nghệ FDM, được thiết kế đặc biệt để tích hợp với công nghệ IoT. Mục tiêu cốt lõi là khắc phục những hạn chế của in 3D truyền thống bằng cách cho phép sản xuất các vật thể kích thước lớn một cách hiệu quả, từ đó giảm thời gian và chi phí sản xuất. Nghiên cứu giải quyết triệt để các thách thức quan trọng như đạt được độ chính xác và độ ổn định cao cho khối lượng in lớn, cũng như đảm bảo việc cấp vật liệu liên tục. Một khía cạnh mới lạ là sự tích hợp của máy quét 3D với máy in khổ lớn, thúc đẩy tự động hóa tiên tiến trong thiết kế ngược bằng cách cho phép in trực tiếp từ dữ liệu quét, được bổ trợ bởi các giải pháp phần mềm làm mịn bề mặt. Hệ thống đề xuất sử dụng cấu hình Cartesian chuyển động tuyến tính 3 trục, được mô tả chi tiết với các thông số kỹ thuật cụ thể cho khả năng in (ví dụ: vùng xây dựng 1200x610x1200 mm, độ phân giải chính xác) và quét (600x600x600 mm với độ chính xác dưới milimet). Kết nối là một nền tảng, được tạo điều kiện bởi nhiều giao diện và phần sụn mạnh mẽ. Trọng tâm của việc tích hợp IoT là việc triển khai giao thức MQTT, cho phép truyền dữ liệu và điều khiển từ xa liền mạch, một tính năng quan trọng đối với các môi trường sản xuất tự động hiện đại. Luận văn này phân định cấu trúc cơ khí, cơ chế điều khiển và phát triển phần mềm tích hợp để quản lý vận hành. Bằng cách kết hợp sản xuất bồi đắp khổ lớn với kết nối thông minh, công trình này mang lại những hàm ý quan trọng cho thiết kế công nghiệp, tạo mẫu nhanh và sản xuất chuyên biệt, nâng cao tính linh hoạt và hoạt động tự chủ của các hệ thống in 3D trong bối cảnh Công nghiệp 4.0.