Thiết kế chế tạo máy in 3D

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong nghiên cứu này, một máy in 3D XY lõi mini được thiết kế và chế tạo với kích thước lớn 200x200x150 mm. Máy được kiểm tra nhiều khía cạnh như: tốc độ, dung sai, bề mặt… Kết luận để đạt chất lượng sản phẩm cao nhất nên cho máy chạy ở tốc độ 30 mm / s với sai số 0,1 mm.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế chế tạo máy in 3D

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY IN 3D Lê Văn Nghiêm, Hà Đức Hiếu, Nguyễn Minh Tiến, Phạm Phú Thành* *Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP.Hồ Chí Minh (HUTECH) GVHD: ThS. Lê Hồng Hiệu TÓM TẮT Trong nghiên cứu này, một máy in 3D XY lõi mini được thiết kế và chế tạo với kích thước lớn 200x200x150 mm. Máy được kiểm tra nhiều khía cạnh như: tốc độ, dung sai, bề mặt… Kết luận để đạt chất lượng sản phẩm cao nhất nên cho máy chạy ở tốc độ 30 mm / s với sai số 0,1 mm. Từ khóa: 3D printer, core XY printer, mini 3D printer. 1. GIỚI THIỆU In 3D là cuộc Cách mạng Công nghiệp tiếp theo và đến gần hơn với thực tế hàng ngày cho người tiêu dùng cũng như các nhà thiết kế (Anthony Simons 2019). In 3D là một công nghệ tạo mẫu nhanh (Ali Kamrani and Emad Abouel Nar 2009, Grzegorz Budzik et al 2011), trong đó sản phẩm được tạo thành từ các lớp in (Ngoc- Hien Tran et al 2017). Ngày nay, tạo mẫu nhanh có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như: cơ khí, kỹ thuật ô tô, công nghiệp y tế… (D. K. Shinde et al 2017). Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phát triển thành công một máy in 3D XY lõi mini (Hình 1a, b). Máy được thiết kế để đạt chất lượng sản phẩm in tốt với độ chính xác cao, tốc độ và bề mặt với kích thước tổng thể là 350 x 350 x 400 mm . Hình 1. Thiết kế chiến lược của máy: một máy in 3D XY lõi mini trong tạo mẫu (a) và sau khi chế tạo 151
(b). 2. PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH 2.1 Phân tích ứng suất Máy sau khi được thiết kế mô phỏng bằng phần mềm SolidWorks. Máy được hỗ trợ và tải. Chúng tôi giả định rằng giá đỡ là cứng (còn được gọi là giá đỡ cố định) và tải trọng kéo 100000N được phân bố đồng đều. 2.2 Hiệu quả in Máy in được chạy ở 3 tốc độ khác nhau: 30 mm / s, 90 mm / s và 200 mm / s để xác định ảnh hưởng của tốc độ đến thời gian in, độ chính xác, chất lượng bề mặt và chọn tốc độ phù hợp cho mục đích cụ thể 3. KẾT QUẢ Fig. 2 Ứng suất (a) và chuyển vị (b) khi tác dụng tải trọng đều lên khung dầm của máy. 152
Fig 3. Kết quả in. Các mẫu (a), độ chính xác (b) và thời gian in (c) với các tốc độ khác nhau và kích thước in (d). Kết quả mô phỏng SolidWorks cho thấy phân tích ứng suất và chuyển vị của khung máy. Kết cấu khung có giá trị ứng suất cục bộ và chuyển vị thấp, điều đó cho thấy khung máy ổn định và chắc chắn, có thể chịu được lực tác dụng. Có thể thấy rằng khi tăng từ 30 mm / s đến 200 mm / s, chất lượng bề mặt bị giảm (Hình 2a). Rõ ràng là độ nhám ngày càng tăng. Hơn nữa, độ chính xác giảm từ 0,1 mm xuống 0,24 mm (Hình 2b). Tuy nhiên, thời gian in giảm từ khoảng 18 phút xuống 10 phút (Hình 2c). Như vậy, có thể kết luận rằng tốc độ in càng ít thì chất lượng sản phẩm càng tốt. In với tốc độ thấp (30 mm / s) cho bề mặt mịn và phù hợp với các chi tiết cần độ chính xác và thẩm mỹ cao. Tốc độ trung bình (90 mm / s) thích hợp cho các bộ phận không cần bề mặt chất lượng cao. Tốc độ cao (200 mm / s) có thể được sử dụng cho các bộ phận không thể nhìn thấy trong bộ phận lắp ráp. Tốc độ in tối ưu từ 30 mm / s đến 90 mm / s để có được độ chính xác và chất lượng bề mặt cao. Hơn nữa, kích thước in được tiến hành để có giá trị chạy máy tốt nhất là kích thước 200 x 200 x 150 mm (Hình 2d). Nó cho thấy rằng chất lượng của sản phẩm có một chút thay đổi cùng với chiều cao. Từ 0 đến 50 mm, sản phẩm in ra đẹp và mịn, đây là khoảng in tối ưu của máy. Từ 50 đến 100 mm, sản phẩm bắt đầu có những hạt nhựa li ti chảy ra, nếu không phải là sản phẩm cần chất lượng bề mặt cao thì dải in này vẫn có thể 153
sử dụng tốt. Từ 100 đến 150 mm, sản phẩm xuất hiện các vết chảy nhựa nhỏ nhưng vẫn đảm bảo độ cứng chắc. 4. KẾT LUẬN Một máy in 3D XY lõi mini đã được thiết kế và phát triển bằng cách sử dụng các bộ phận in và vật liệu lãng phí. Kích thước xây dựng tổng thể của máy in 3D là 350 mm x 350 mm x 400 mm. Máy in có thể chạy ở các tốc độ khác nhau: 30 mm / s, 90 mm / s và 120 mm / s và thể hiện độ chính xác cao với dung sai khoảng 0,1 mm, 0,18 mm và 0,24 mm. Kích thước in tối ưu của máy là 200 x 200 x 150 mm. Các kết quả thí nghiệm cho thấy máy in 3D mini core XY hoạt động rất hiệu quả và hiệu quả nên máy có thể là sự lựa chọn cho nhiều ứng dụng, đặc biệt là trong công nghệ tạo mẫu. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Anthony Simons, Kossi L. M. Avegnon, and Cyrus Addy (2019), Design and Development of a Delta 3D Printer Using Salvaged, Journal of Engineering, Volume 2019, Article ID 5175323, 9 pages https://doi.org/10.1155/2019/5175323 2. Ali Kamrani and Emad Abouel Nar, Rapid prototyping: Theory and currently a lecturer of faculty of Electrical and Practice, Springer, 2006. Electronic Engineering, UTC. 3. Grzegorz Budzik, “The use of the rapid prototyping method for the interests include power electronic, manufacture and examination of gear wheels,” 2011, in Advanced measurement technique and technical Applications of Rapid Prototyping Technology in Modern diagnosis, Engineering, InTech publisher, 2011. 4. Ngoc-Hien Tran, Van-Cuong Nguyen, Van-Nghia Nguyen, 2017, Study on Design and Manufacture of 3D Printer based on Fused Deposition Modeling Technique, International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT), ISSN: 2249 – 8958, Volume-6 Issue-6, August 2017. 5. Vinod G. Gokhare, D. N. Raut, D. K. Sindle, 2017, International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), ISSN: 2278-0181, Vol. 6 Issue 06, June – 2017. 154