NGHIÊN cứu, TÍNH TOÁN, THIẾT kế đầu đùn và TRỤC x CHO máy IN 3d

TÓM TẮT Tên đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế đầu đùn và trục X cho máy in 3D Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy áp dụng cho lĩnh vực cơ khí mà hầu như được áp dụng cho toàn bộ cá

Trang 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Mã sinh viên: 1811504110117 Lớp: 18C1

Trang 2

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Mã sinh viên: 1811504110117 Lớp: 18C1

Đà Nẵng, tháng 6 năm 2022

Trang 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho người hướng dẫn)

1 Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Trần Khánh Duy – Nguyễn Hoàng Huy

2 Lớp: 18C1 Mã SV: 1811504110113 - 1811504110117

3 Tên đề tài: Nghiên cứu,tính toán và thiết kế đầu đùn và trục x máy in 3D

4 Người hướng dẫn: Nguyễn Xuân Bảo Học hàm/ học vị: Tiến Sĩ

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

1 Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)

1 Điểm đánh giá: …… /10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân)

2 Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không được bảo vệ

Đà Nẵng, ngày tháng

năm 20…

Người hướng dẫn

Trang 4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ

THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho người phản biện)

I Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Trần Khánh Duy – Nguyễn Hoàng Huy

2 Lớp: 18C1 Mã SV: 1811504110113 – 1811504110117

Tên đề tài: Nghiên cứu,tính toán và thiết kế đầu đùn và trục x máy in 3D

3 Người phản biện: ……….………… Học hàm/ học vị: …………

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: 1 Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài: ………

………

2 Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: ………

………

3 Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: ………

………

4 Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng dụng của đề tài: ………

………

5 Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ………

………

Trang 5

TT Các tiêu chí đánh giá Điểm

tối đa

Điểm đánh giá

1 Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải quyết các

1a

- Tính cấp thiết, tính mới (nội dung chính của ĐATN có những phần mới

so với các ĐATN trước đây);

- Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; giá trị ứng dụng thực tiễn;

1,0

1b

- Kỹ năng giải quyết vấn đề; hiểu, vận dụng được kiến thức cơ bản, cơ

sở, chuyên ngành trong vấn đề nghiên cứu;

- Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá;

- Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình đáp

ứng yêu cầu đặt ra;

3,0

1c - Chất lượng sản phẩm ĐATN về nội dung báo cáo, bản vẽ, chương trình,

1d

- Có kỹ năng sử dụng phần mềm ứng dụng trong vấn đề nghiên cứu (thể

hiện qua kết quả tính toán bằng phần mềm);

- Có kỹ năng sử dụng tài liệu liên quan vấn đề nghiên cứu (thể hiện qua

các tài liệu tham khảo)

1,0

2a - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích; 1,0

3 Tổng điểm theo thang 10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân)

1 Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời trong buổi bảo vệ: ………

………

2 Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không được bảo vệ

Đà Nẵng, ngày tháng năm 20…

Người phản biện

Trang 6

TÓM TẮT

Tên đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế đầu đùn và trục X cho máy in 3D

Sinh viên thực hiện: Trần Khánh Duy

áp dụng cho lĩnh vực cơ khí mà hầu như được áp dụng cho toàn bộ các dạng sản xuất khác trên nền công nghiệp như: và in 3d các sản phẩm định hình khác…

Vậy nên nhóm tác giả gồm hai thành viên và dược sự hướng dẫn tận tình của các thầy

cô giáo bộ môn dựa theo các kiến thức tích lũy khi học ở trường học Đã đưa ra việc tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình máy in 3D được thực hiện dựa trên nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm Khi sử dụng mô hình này có thể gia công chế tạo được nhiều dạng chi tiết khác nhau một cách thuận tiện mà chính xác hơn nhờ vào việc sử dụng phần mềm Cura trên máy tính để điều khiển và mô phỏng Sử dụng phần mềm Solidworks để vẽ mô hình tổng thể của máy bằng 3D và xuất file STL để đưa ra được bản vẽ thiết kế chi tiết máy Sau đó có thể dựa trên bản vẽ gia công các chi tiết và lắp ráp các bộ phận lại với nhau để được mô hình máy in 3D hoàn thiện

Trang 7

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: Ts Nguyễn Xuân Bảo

Sinh viên thực hiện : Trần Khánh Duy Mã SV: 1811504110113

: Nguyễn Hoàng Huy Mã SV: 1811504110117

1 Tên đề tài:

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế đầu đùn và trục X cho máy in 3D

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

Khổ máy: Dài: 380mm, Rộng: 380mm, Cao: 460mm

Vùng hoạt động: X: 200mm, Y: 200mm, Z: 200mm

Kết cấu: Nhôm

3 Nội dung chính của đồ án:

Lý thuyết: Tổng quan về máy in 3D

Tính toán, thiết kế đầu đùn và trục X cho máy in 3D

Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết căng đai

Bản vẽ: Bảng vẽ 3D

Bảng vẽ chế tạo

4 Các sản phẩm dự kiến

Bảng thuyết minh tổng hợp về thiết kế máy in 3D

Mô hình 3D vẽ trên phần mềm Solidworks

Bảng vẽ sơ đồ động máy in 3D(A0)

Bảng vẽ lắp của máy in 3D(A0)

5 Ngày giao đồ án: 23/2/2022

6 Ngày nộp đồ án: 14/6/2022

7 Kết quả dự kiến đạt được

Trang 9

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế đầu đùn và trục X cho máy in 3D

CAM ĐOAN

Em xin được cam đoan: Đề tài “Nghiên cứu, tính toán, thiết kế đầu đùn và trục X cho máy

in 3D “”là sản phẩm nghiên cứu của nhóm em trong thời gian qua Mọi số liệu sử dụng phân tích trong báo cáo là do chúng em tự tìm hiểu, phân tích một cách khách quan, trung thực, có nguồn gốc rõ ràng và chưa được công bố dưới bất kỳ hình thức nào Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nếu có sự không trung thực trong thông tin sử dụng trong công trình nghiên cứu này

Sinh viên thực hiện TRẦN KHÁNH DUY NGUYỄN HOÀNG HUY

Trang 10

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này, em đã nhận được rất nhiều lời động viên của rất nhiều người trong đó có gia đình, thầy cô giáo, người yêu cũng như bạn bè

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Xuân Bảo, người thầy giáo hướng dẫn em trong suốt nhiều năm qua, cho dù những lúc em làm chưa tốt, thầy cũng đã tận tình chỉ bảo em từng bước từng bước để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Em xin cảm ơn bạn bè thân thiết của em ở lớp 18C1 đã đem lại cho em những niềm vui, những kĩ năng và còn nhiều hơn thế trong suốt những năm học

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật , ngành cơ khí chế tạo

đã tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thiện đồ án này

Sinh viên thực hiện

Trần Khánh Duy Nguyễn Hoàng Huy

Trang 11

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC HÌNH VẼ v

DANH MỤC BẢNG BIỂU ix

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY IN 3D 2

1.1 Tổng quan một số công nghệ in 3D thông dụng 2

1.1.1 Công nghệ in FDM[1] 2

1.1.2 Công nghệ in SLA/DLP [3] 5

1.1.3 Công nghệ in SLS/SLM [6] 7

1.2 Một số loại vật liệu in 3D cho máy in FDM thông dụng 7

1.3 Một số loại cơ cấu cơ khí của máy in 3D theo công nghệ FDM 10

1.3.2 Cơ cấu CoreXY 10

1.3.3 Cơ cấu HBot 11

1.3.4 Cơ cấu Delta 11

1.3.5 Cơ cấu SCARA 11

1.4 Một số loại máy in 3D thông dụng [13] 12

1.5 Mục tiêu của đề tài 13

CHƯƠNG 2: CHẾ TẠO MÁY IN 3D 14

2.1 Mô phỏng 3D và trình tự thiết kế chế tạo máy in 3D 14

2.2 Thiết kế, lựa chọn phần cơ khí 15

2.2.1 Thiết kế, lựa chọn khung cơ khí 15

2.2.2 Thiết kế, lựa chọn bộ đùn nhựa 21

2.3 Thiết kế, lựa chọn phần điện 27

2.3.1 Lựa chọn bộ điều khiển 27

2.3.2 Thiết kế cổng công suất 31

2.3.3 Lựa chọn các linh kiện phần điện khác 32

2.3.4 Lựa chọn cảm biến nhiệt 33

2.3.4 Lựa chọn module điều khiển động cơ bước 37

Trang 12

CHƯƠNG 3: CÀI ĐẶT MÁY IN 3D THEO CÔNG NGHỆ FDM VÀ KẾT QUẢ

THỬ NGHIỆM 40

3.1 Cài đặt firmware cho máy in 3D (Marlin 1.1.8) 40

3.1.1 Tải firmware và phần mềm biên dịch (Arduino IDE) 40

3.2 Phần mềm tạo mã Gcode cho máy in 3D 49

3.2.1 Tổng quan về phần mềm Cura 49

3.2.2 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Ultimaker Cura 49

3.3 Căn chỉnh 55

3.4 Kịch bản thử nghiệm 59

3.4.1 Kiểm nghiệm về kích thước 59

3.4.2 Kiểm nghiệm về độ cứng 60

3.4.3 Kiểm nghiệm ngoại quan 63

Chương 4: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT CĂNG ĐAI 68

4 Đặt vấn đề 68

4.1 Lập quy trình công nghệ 68

4.2 Nguyên công 1: Phay phẳng bề mặt 9 69

4.2 Nguyên công 2: Phay mặt phẳng (bề mặt 5 ) 71

4.4 Nguyên công 3: Phay mặt phẳng (bề mặt 1 ) 73

4.5 Nguyên công 4: Phay rãnh giữa 11 mm bề mặt 8 75

4.6 Nguyên công 5: Phay biên dạng contour 77

4.7 Nguyên công 6: Phay biên dạng lục giác mặt 3 79

4.8 Nguyên công 7: Khoan lỗ ∅5.5 mm mặt 4 81

4.9 Nguyên công 8: Phay lỗ tròn ∅12 bề mặt 6 82

4.10 Nguyên công 9: Khoan lỗ ∅3.5mm bề mặt 10 85

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 87

5.1 Kết luận 87

5.2 Phương hướng phát triển 87

5.2.1 Máy in đa màu, đa vật liệu 87

5.2.2 Phát hiện trượt bước 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94

PHỤ LỤC 96

Trang 13

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo chung của máy in 3D theo công nghệ FDM 3

Hình 1.2 Nhựa in dành cho máy in 3D theo công nghệ FDM [2] 4

Hình 1.3 Lưu đồ công nghệ của máy in 3D theo công nghệ FDM 4

Hình 1.4 Sơ đồ cấu tạo chung của máy in 3D theo công nghệ SLA/DLP 5

Hình 1.5 Vật in được in trên máy SLA [5] 6

Hình 1.6 Sơ đồ cấu tạo chung của máy in 3D theo công nghệ SLS/SLM 7

Hình 1.7 Máy in 3D của hãng Prusa[9] 10

Hình 1.8 Đi dây đai cho máy in theo cơ cấu CoreXY[10] 10

Hình 1.9 Máy in theo cơ cấu DELTA[11] 11

Hình 1.10 Máy in theo cơ cấu SCARA[12] 11

Hình 1.11 Máy Original Prusa I3 Mk3 12

Hình 1.12 Máy Tevo Tarantula 12

Hình 1.13 Máy Creality3D CR10S 12

Hình 1.14 Máy Wanhao Duplicator I3 12

Hình 1.15 Máy Ultimaker 3 13

Hình 1.16 Wanhao Duplicator 7 13

Hình 1.17 Máy Tevo Little Monster 13

Hình 2.1 Mô phỏng máy in 3D bằng SolidWork 2016 14

Hình 2.2 Quy trình chế tạo máy in 3D theo công nghệ FDM 14

Hình 2.3 Máy in 3D nhìn từ phía trước 15

Hình 2.4 Vùng truyền động XY của máy 16

Hình 2.5 Vùng in của máy in 3D 17

Hình 2.6 Vùng gầm của máy in 3D 17

Hình 2.7 Trục X của máy in 3D 18

Hình 2.8 Cơ cấu ghép của khung nhôm 18

Hình 2.9 Trục Y của máy in 3D 19

Hình 2.10 Cơ cấu khung trục Y 19

Trang 14

Hình 2.12 Bộ đẩy nhựa 21

Hình 2.13 Kim phun bằng đồng thau 24

Hình 2.14 Kim phun bằng thép SS 25

Hình 2.15 Kim phun bằng thép HSS 25

Hình 2.16 Kim phun bằng đồng có lắp đầu ruby 25

Hình 2.17 Các vùng nhiệt độ trong bộ gia nhiệt 26

Hình 2.18 Hình ảnh thực tế của mạch Arduino Mega 2560 27

Hình 2.19 Hình ảnh thực tế của mạch RAMPS1.4[32] 27

Hình 2.20 Sơ đồ nguyên lý của mạch RAMPS1.4[33] 28

Hình 2.21 Sơ đồ nguyên lý khối Heater & Fan 28

Hình 2.22 Sơ đồ nguyên lý khối Endstops 29

Hình 2.23 Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến nhiệt độ 29

Hình 2.24 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 29

Hình 2.25 Sơ đồ nguyên lý khối driver động cơ bước 30

Hình 2.26 Sơ đồ nguyên lý khối Servos 31

Hình 2.27 Sơ đồ nguyên lý khối giao tiếp ngoại vi 31

Hình 2.28 Mạch mở rộng công suất 31

Hình 2.29 Bàn nhiệt máy in 3D[26] 33

Hình 2.30 Nhiệt trở máy in 3D 34

Hình 2.31 Động cơ 17pm-ka39b 34

Hình 2.32 Động cơ bước nema17 36

Hình 2.33 Module a4988 37

Hình 2.34 Module DRV8825 37

Hình 2.35 Module TMC2100 38

Hình 3.1 Sơ đồ góc tọa độ bàn in 45

Hình 3.2 Module LCD Graphic 12864 và LCD dùng cho máy in 3D 48

Hình 3.3 Phần mềm Ultimaker Cura 49

Hình 3.4 Giao diện ngoài cùng của Ultimaker Cura 49

Hình 3.5 Hình ảnh hiển thị trên màn hình máy và ý nghĩa các thông số 49

Hình 3.6 Ngoại quan xác định Z offset 56

Hình 3.7 Kiểm tra độ vuông góc 58

Trang 15

Hình 3.8 Xác định thông số để chỉnh vuông góc 58

Hình 3.9 Mẫu vật in kiểm tra vuông góc XZ 58

Hình 3.10 Mẫu vật in kiểm tra vuông góc YZ 58

Hình 3.11 Mẫu vật in kiểm tra kích thước lỗ và kích thước dài 59

Hình 3.12 Các kích thước đo đạc để kiểm tra 59

Hình 3.13 Vật in kiểm tra độ dài 59

Hình 3.14 Mẫu vật kiểm tra độ cứng vật thể 60

Hình 3.15 Hệ thống kiểm tra độ cứng vật thể 61

Hình 3.16 Mẫu in tàu Benchy 63

Hình 3.17 Sản phảm tàu Benchy 63

Hình 3.18 Mẫu vật in Spiral Cube 64

Hình 3.19 Sản phẩm in Spiral Cube 65

Hình 3.20 Vật in Lattice Cube 66

Hình 3.21 Mẫu vật in Lattice Cube 66

Hình 3.22 Vật in Wheel Ring 67

Hình 3.23 Mẫu vật in Wheel Ring 67

Hình 5.1 Máy in sử dụng 2 đầu đùn di chuyển cùng nhau (Dual Nozzle) 87

Hình 5.2 Máy in nhiều đầu phun di chuyển độc lập (Dual Gantry) 89

Hình 5.3 Máy Original Prusa I3 MK2 MMU sử dụng ống ghép nhựa 90

Hình 5.4 Ông ghép nhựa ở máy Originals Prusa I3 MK2 91

Hình 5.5 Khối Prime Pillar cùng vật thể in chính 91

Hình 5.6 Máy in sử dụng kim phun trộn màu Diamond 3 đầu vào 92

Trang 16

DANH MỤC VIẾT TẮT

FDM Fused Deposition Modeling

SLA Stereolithography

DLP Digital Light Processing

SLS Selective laser sintering

SLM Selective laser melting

GTT Glass Transistion Temperture Nhiệt độ chuyển thể

HBT Heated Bed Temperture Nhiệt độ bàn in

HSS Hardened Stainless Steel Thép không rỉ được tôi luyện

Trang 17

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Bảng các vật liệu in 3D FDM[7][8] 24

Bảng 2.1 Bảng lựa chọn vi bước cho A4988, DRV8825[34] 47

Bảng 2.2 Cài đặt các chế độ cho TMC2100 sử dụng các chân CFG1 và CFG2 55

Bảng 2.3 Danh sách các chi tiết cho máy in 3D 56

Bảng 3.1 Kết quả kiểm nghiệm kích thước lỗ của PLA in ở 230oC 77

Bảng 3.2 Kết quả kiểm nghiệm độ dài của PLA in ở 230C 77

Trang 18

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay sự phát triển củ nền công nghiệp nước ta nói riêng và thế giới nói riêng, đã và đang dần đổi mới bước vào trời kì công nghiệp hóa hiện đại hóa, nước ta đang mở rộng việc xây dựng và phát triển các khu công nghiệp, nhà máy, các cơ sở sản xuất… Chính vì thế máy gia công cnc ngày càng được sử dụng và không ngừng phát triển nâng cấp về tính công nghệ để đẩy mạnh tiến độ sản xuất và góp phần to lớn trong việc xây dựng và phát triển nền kinh tế đất nước ta

Chính vì thế nhóm em được giao nhiệm vụ: “Nghiên cứu và thiết kế máy in 3D ” mục đích nhằm cho sinh viên tìm hiểu, nghiên cứu về các kết cấu và cách thức hoạt động của máy từ

đó có thể tính toán và thiết bản vẽ, để đưa ra một quy trình thiết kế và chế tạo máy in 3D hoàn chỉnh

Sau thời gian 5 tháng làm đề tài tốt nghiệp bằng chính nổ lực của nhóm em và được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy TS Nguyễn Xuân, các thầy trong khoa Cơ Khí, trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng và các anh kỹ thuật nơi công ty chúng em thực tập đến nay nhóm đã hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp này đúng với thời gian quy định

Vì lần đầu trong công tác thiết kế, kiến thức còn nhiều hạn hẹp, mặc dù đã được sự hướng dẫn của thầy TS Nguyễn Xuân Bảo và thầy Ths Đào Thanh Hùng nhưng cũng không tránh khỏi những bở ngỡ, thiếu sót và gặp nhiều khó khăn Nên rất mong được sự giúp đỡ vả chỉ bảo của các thầy trong khoa

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa Cơ Khí, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật – Đại học Đà Nẵng với lòng biết ơn sâu sắc nhất trong thời gian học tập tại trường

Trang 19

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY IN 3D

1.1 Tổng quan một số công nghệ in 3D thông dụng

Ngày nay, công nghệ in 3D đã phát triển mạnh mẽ, được đưa vào ứng dụng trong nhiều lĩnh vựa khác nhau như cơ khí, hàng không, thể thao, thời trang, sinh học và đồ gia dụng … Với độ chính xác cũng như giá thành ngày càng được cải tiến, máy in 3D đang dần được đưa vào đời sống như một đồ gia dụng, được ứng dụng để gia công những vật thể với tốc độ cao và độ chính xác cao Công nghệ in 3D sinh học (Bio-3DPrinting) phát triển ứng dụng nhiều trong việc tạo ra các bộ phận cho con người, đẩy nhanh quá trình chữa bệnh

Với giá thành rẻ và mức độ ứng dụng cao, em xin chọn đề tài máy in 3D theo công nghệ FDM làm đồ án tốt nghiệp của mình

1.1.1 Công nghệ in FDM[1]

FDM (Fused Deposition Modeling) là công nghệ in 3D sử dụng nhựa (filament) được đun nóng và đùn qua đầu phun thành từng lớp chồng lên nhau, dần dần tạo thành vật thể 3D hoàn chỉnh Ở công nghệ FDM, sợi nhựa (1) được dẫn đùn bởi đầu đùn (2) để đùn lên vật thể in (4), đầu đùn (3) di chuyển theo mặt phẳng ngang (theo trục X, Y) so với bàn in (6) để điều khiển vị trí mà nhựa sẽ đùn ra Bàn in (6) sẽ di chuyển lên xuống theo trục Z để đầu đùn (3) in các lớp in tiếp theo Đối với những vị trí in đặc biệt (in không có vật liệu sẵn bên dưới), thì phải in thêm phần in hỗ trợ (Support) (5) để có thể

in được những vị trí đặc biệt này Phần in Support được thiết kế để dễ dàng bóc tách khỏi vật thể in khi vật thể in xong

Công nghệ in 3D FDM hiện là công nghệ in 3D giá thành rẻ nhất hiện nay, cho ra vật thể in bằng nhựa, chi phí nguyên vật liệu rẻ, đa dạng Nhược điểm của công nghệ in này là tốc độ chậm, độ chính xác không bằng các công nghệ in khác, độ chi tiết của vật thể thấp, dẫn tới bề mặt vật thể khá thô, không mịn

Là công nghệ in 3D giá rẻ, dễ sửa chữa và thay thế chi tiết máy móc, in với số lượng lớn,

ít tốn nguyên liệu Thường sử dụng trong các sản phẩm cần chịu lực Tốc độ tạo hình 3D nhanh Quá trình tạo mẫu nhanh của FDM không giống như công nghệ SLA, LOM, SLS phải sử dụng tia laser để tạo hình sản phẩm mà công nghệ tạo mẫu nhanh FDM đơn giản hơn rất nhiều, độ tin cậy cao, bảo dưỡng dễ dàng

Trang 20

Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo chung của máy in 3D theo công nghệ FDM

Máy in 3D theo công nghệ FDM có cấu tạo như hình 1.1 Khi bắt đầu quá trình in, máy

in sẽ gia nhiệt ở kim phun (2) và bàn in (6) lên nhiệt độ thích hợp để có thể in, nhiệt ở kim phun sẽ được gia nhiệt lên đến tầm 200oC (nhiệt độ in của nhựa PLA) và bàn in được gia nhiệt đến 60oC (Nhiệt độ chuyển thể của PLA), sau khi quá trình gia nhiệt hoàn tất, đầu phun sẽ di chuyển về vị trí gốc 0 (Home) rồi bắt đầu thực hiện quá trình cân bàn in (Bed Leveling), là quá trình đảm bảo cho mặt phẳng chứa bàn in nằm song song với mặt phẳng

mà kim phun di chuyển Sau khi quá trình cân bàn in hoàn tất, kim phun sẽ di chuyển xuống gần sát bàn in, thông thường là 90% độ cao của lớp in bình thường, để nhựa in ra được ép chặt xuống bàn in đảm bảo vật in sẽ dính chặt vào bàn in trong quá trình in, đồng thời khi vật in được bóc ra khỏi bàn in sẽ có lớp mặt in đẹp

Đối với vật liệu in cho máy in 3D (Hình 1.2) theo công nghệ FDM in nhựa, sẽ có 3 giá trị nhiệt độ mà ở đó ta cần quan tâm, đó là nhiệt độ in, nhiệt độ bàn in và nhiệt độ chuyển thể Nhiệt độ in là khoảng nhiệt độ mà ta gia nhiệt kim phun (3) lên để máy có thể thực hiện quá trình in, đối với PLA nhiệt độ in là từ 195 oC đến 230oC, ở nhiệt độ này, nhựa

in chuyển sang trạng thái lỏng Nhiệt độ bàn in là nhiệt độ mà ta gia nhiệt cho bàn nhiệt của máy in lên đến giá trị nhiệt độ đó, thường trong khoảng nhiệt độ chuyển thể của vật liệu đó Nhiệt độ bàn in thường không cao quá nhiệt độ chuyển thể vì nếu để nhiệt độ bàn

in quá cao sẽ dẫn đến vật in không nguội kịp, làm cho lớp nhựa tiếp theo chồng lên sẽ không đúng chỗ, dẫn tới vật in sẽ không đảm bảo độ cứng cũng như ngoại quan Giá trị nhiệt độ chuyển thể là nhiệt độ mà ở đó vật in bắt đầu chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng, làm cho vật in tồn tại mềm dẻo Giá trị nhiệt độ chuyển thể này là giá trị cực kì quan trọng để người dùng có thể chọn loại nhựa thích hợp cho nhu cầu của họ, ví dụ đối với những vật trang trí hoặc giá đỡ, người dùng có thể chọn vật liệu in PLA do vật trang trí thường không cần chịu nhiệt độ cao (Nhiệt độ chuyển thể của PLA vào khoảng 55oC

Trang 21

đến 60oC), hoặc đối với những vật cần chịu nhiệt cao như vật để ngoài trời hoặc chụp đèn

… thì thường chọn ABS vì nhiệt độ chuyển thể của PLA vào khoảng 110oC

Hình 1.2 Nhựa in dành cho máy in 3D theo công nghệ FDM

Lưu đồ thuật toán của máy in 3D theo công nghệ FDM (Hình 1.3):

Hình 1.3 Lưu đồ công nghệ của máy in 3D theo công nghệ FDM

Trang 22

1.1.2 Công nghệ in SLA/DLP [3]

Hình 1.4 Sơ đồ cấu tạo chung của máy in 3D theo công nghệ SLA/DLP

SLA (Stereolithography) hoặc DLP (Digital Light Processing) (Hình 1.4) là công nghệ

in 3D dựa trên nền tảng chất cảm quang (Resin) Công nghệ này sử dụng chất cảm quang làm vật liệu in, đóng rắn bằng ánh sáng, công nghệ in này cũng đóng rắn theo lớp giống công nghệ FDM Đối với công nghệ SLA, ánh sáng sử dụng để đóng rắn bằng tia laser, còn đối với công nghệ DLP, ánh sáng này sử dụng ánh sáng từ máy chiếu Chất cảm quang (Resin) (1) được chứa trong một buồng chứa (2) gắn cố định, tia laser (3) được chiếu từ nguồn phát (4) (Đối với DLP, nguồn phát (4) này sẽ là máy chiếu DLP), laser chiếu vào Resin (1) sẽ đóng rắn Resin này, bám vào vật thể in (5)

Ở công nghệ in SLA hoặc PLP, do vật liệu in là chất cảm quang được đóng rắn bằng ánh sáng, do đó không cần phải gia nhiệt bất cứ bộ phận nào, mà sẽ sử dụng tia laser hoặc đèn chiếu Đối với công nghệ SLA, tia laser được phát ra từ nguồn phát, sẽ được điều hướng thông qua các lăng kính được gắn động cơ để điều khiển vị trí mà tia laser được chiếu tới Đồng thời tia laser sử dụng ở máy SLA được hội tụ tại bề mặt chất cảm quang có đường kính rất nhỏ, khoảng tầm 1 2um[4], đo đó máy in SLA có thể in ra vật in có độ chi tiết rất cao so với máy FDM (Hình 1.5)

Trang 23

Hình 1.5 Vật in được in trên máy SLA [5]

Tương tự như công nghệ SLA, công nghệ DLP sử dụng màn hình LCD hoặc máy chiếu thay cho tia laser Ưu điểm của máy in DLP so với SLA là dễ điều khiển, độ chính xác cao, tốc độ nhanh, ngoài ra máy DLP còn có một ưu điểm lớn là thời gian in phụ thuộc vào chiều cao của khối vật in, không phụ thuộc vào thể tích, còn thời gian in của SLA thì phụ thuộc vào thể tích, có nghĩa là, nếu máy DLP in một vật thể trong 10 phút, thì nó có thể in 10 cái sắp xếp trên cùng 1 mặt phẳng cũng trong 10 phút Tuy nhiên máy DLP lại

có nhược điểm lớn về mặt kích thước, do máy in sử dụng màn LCD để đóng rắn chất cảm quang, do đó độ phân giải của vật in ra hoàn toàn phụ thuộc vào độ phân giải của màn hình LCD, nếu với cùng độ phân giải màn hình mà thể tích in lớn (DPI lớn), thì vật in ra

sẽ thô hơn so với thể tích nhỏ (DPI nhỏ), SLA không bị hạn chế về mặt này, đó là lý do

vì sao máy DLP thường chế tạo có kích thước theo 2 trục X, Y rất nhỏ để tăng chỉ số DPI, vật in ra độ mịn rất cao

Dòng máy in SLA/DLP có ưu điểm so với FDM là vật in ra có độ mịn lớn, vật in đẹp, tuy nhiên chất cảm quang sử dụng cho máy in có giá thành rất đắt (650 nghìn đồng cho 500g)

so với nhựa in của máy FDM (250 nghìn đồng cho 1kg)

Trang 24

1.1.3 Công nghệ in SLS/SLM [6]

Hình 1.6 Sơ đồ cấu tạo chung của máy in 3D theo công nghệ SLS/SLM

SLS/SLM (Hình 1.6) (Selective Laser Sintering/ Selective Laser Melting) là công nghệ

in 3D sử dụng tia laser làm chảy vật liệu in (Bột mịn), vật liệu in nóng chảy được kết dính theo từng lớp hình thành vật thể 3D Tia laser công suất cao từ nguồn phát sẽ được chiếu vào máy quét (Scanner System), máy quét làm nhiệm vụ lái tia laser này đến vị trí chính xác cần nung chảy

Máy in SLS/SLM gồm 2 buồng chứa vật liệu in (Bột in), buồng bên phải là nơi mà vật

in được tạo thành, tia laser chiếu vào mặt trên của buồng, làm chảy vật liệu in, bám vào vật đang được in (Object being fabricated) Sau khi một lớp in được hoành thành, bàn in của buồng bên phải sẽ dịch xuống một khoảng cách bằng độ cao 1 lớp in, tương tự buồng bên trái sẽ dịch lên cũng một khoảng cách như vậy, con lăn (Roller) sẽ gạt bột in từ buồng bên phải qua buồng bên trái, tạo một bề mặt in mới, và lớp in mới lại bắt đầu Sau khi quá trình in hoàn thành, vật in ở buồng bên trái sẽ được lấy ra thổi sạch bụi còn bám lại trên bề mặt vật in In 3D sử dụng công nghệ SLS/SLM thường được dùng để in những loại vật liệu như bột thủy tinh, gốm, bột kim loại như nhôm, sắt, titan, đồng …

1.2 Một số loại vật liệu in 3D cho máy in FDM thông dụng

Printing Temperatu

re

Heatbed Temperatu

re

Đặc điểm

Trang 25

02 Nhựa ABS 110oC 220-250oC 80-110oC Chịu nhiệt tốt,

khó in, sản phẩm in ra bề mặt khá gồ ghề,

08 Carbon

Fiber

Nền PL

Nền PET

Trang 26

11 Nhựa

phát quang

Nền PLA

55oC đến

60oC

195-220oC 0-60oC Phát quang

trong bóng tối Nền

PET

G

88oC 235-255oC 40-70oC

Nền TPU

100oC 240-260oC 40-60

13 Nhựa PC 147oC 270-310 115-145 Chịu nhiệt cao,

độ cứng tốt, thường sử dụng làm vật liệu cơ khí

14 Nhựa Fiber

Glass

230-260 50-70 Độ bền tốt,

thường sử dụng để hỗ trợ tăng cường độ bền cho vật in

15 Nhựa dẫn điện 55oC đến 60oC 210-230 40-60 Có thể dẫn

điện, tuy nhiên chỉ ứng dụng với tải nhỏ

trong nước, thường được sử dụng làm vật

đỡ trong quá trình in

17 Nhựa HIPS 100oC 220-240 40-60

Trang 27

1.3 Một số loại cơ cấu cơ khí của máy in 3D theo công nghệ FDM

1.3.1 Cơ cấu Prusa

Cơ cấu Prusa (hình 1.7) sử dụng 3 đến 4 động cơ cho 3

trục X, Y, Z, trong đó: Đầu đùn được di chuyển theo trục

X, và được điều khiển bởi 1 động cơ bước Toàn bộ trục

X được di chuyển theo trục Z (di chuyển lên xuống) và

được điều khiển bởi 1 hoặc 2 động cơ bước đồng bộ với

nhau (Dual Z) Bàn in được gắn liền với trục Y và được

điều khiển bởi 1 động cơ bước

- Gia tốc chậm do trục Y là bàn in nặng, nếu gia tốc nhanh dễ dẫn đến trượt bước

- Khó đóng hộp làm buồng kín nhiệt

1.3.2 Cơ cấu CoreXY

Cơ cấu CoreXY (Hình 1.8) sử dụng 3 đến 4 động

cơ cho 3 trục X, Y, Z trong đó đầu đùn được gắn

trên trục X, cả toàn bộ trục X được di chuyển theo

trục Y Cơ cấu CoreXY sử dụng hệ dây đai như

hình 1.7, từ đó 2 động cơ phối hợp với nhau điều

khiển đầu đùn theo 2 trục X và Y, Khi 2 động

Trang 28

theo trục Y, khi 2 động cơ quay ngược chiều, cùng tốc độ, đầu đùn sẽ di chuyển theo

trục X Bàn in được gắn với trục Z, chỉ di chuyển lên xuống

* Ưu điểm:

Gia tốc in lớn do trục X, và Y khá nhẹ

Dễ đóng hộp làm buồng kín nhiệt (Ưu điểm khi in những vật liệu dễ co như ABS)

* Nhược điểm:

Chi phí xây dựng cao hơn

Kích thước cồng kềnh, tuy nhiên lại được lợi hơn về mặt cơ khí đối với những máy in

khổ lớn

1.3.3 Cơ cấu HBot

Cơ cấu H-Bot có cấu tạo tương tự như CoreXY, tuy nhiên kiểu căng đai truyền động của H-Bot có nhược điểm là 1 đoạn dây căng đai đi qua 2 động cơ XY, do đó nếu động cơ bước có sự sai lệch do chế tạo hoặc do cài đặt, dễ dẫn tới sự trượt bước do dây đai bị kéo dãn

1.3.4 Cơ cấu Delta

Cơ cấu Delta (Hình 1.9) sử dụng 3 động cơ bước cho 3 trục XYZ, không giống với cơ

cấu Cartesion, cơ cấu Delta có hành trình in hình trụ (bàn hình tròn) 3 động cơ bước

của máy Delta hoạt động phối hợp với nhau điều khiển đầu đùn theo 3 trục XYZ

* Ưu điểm:

Tốc độ in cực nhanh

Giá thành gia công rẻ

* Nhược điểm: -Khó căn chỉnh

Khó xử lý lỗi

Không được lợi về chiều cao

1.3.5 Cơ cấu SCARA

Cơ cấu SCARA (Hình 1.10) là cơ cấu sử dụng cánh tay robot để điều khiển đầu đùn đến

tọa độ thích hợp Cơ cấu này sử dụng 1 động cơ để hoặc di chuyển bàn in hoặc di

chuyển toàn bộ trục XY theo phương trục Z 2 động cơ sẽ phối hợp với nhau điều khiển

đầu đùn theo 2 phương X và Y

Hình 1.9 Máy in theo cơ cấu DELTA [11]

Hình 1.10 Máy in theo

cơ cấu SCARA [12]

Trang 29

Hình 1.12 Máy Tevo Tarantula

Hình 1.13 Máy Creality3D CR10S

Hình 1.14 Máy Wanhao Duplicator I3

Trang 30

Hình 1.17 Máy Tevo Little Monster

1.5 Mục tiêu của đề tài

Sau khi thực hiện khảo sát qua các dòng máy trên thị trường, kết hợp với ưu điểm, nhược điểm của các dòng máy in và một số các cơ cấu máy in, em đưa ra lựa chọn mục tiêu cho

đề tài của em Em xin đặt ra một số mục tiêu cho máy in được chế tạo như sau:

Máy sử dụng khung nhôm định hình, Hỗ trợ GLCD và thẻ nhớ

Máy sử dụng công nghệ in FDM, Vật liệu in: PLA, TPU, TPE, Carbon Fiber, PETG

Cơ cấu khung máy CoreXY, Tốc độ di chuyển: 100mm/s

Khổ in: 200x200x250mm., Tốc độ in: 20-80mm/s

Kim phun mặc định: 0.4mm Gia tốc in 50mm/s2

Bàn nhiệt kích thước lớn hơn 200x200mm, gia nhiệt lên 120oC trong 4 phút

Hình 1.16 Wanhao Duplicator 7

Trang 31

CHƯƠNG 2: CHẾ TẠO MÁY IN 3D

2.1 Mô phỏng 3D và trình tự thiết kế chế tạo máy in 3D

Quá trình thiết kế chế tạo máy in 3D được vẽ và mô phỏng 3D trên phần mềm

Trang 32

2.2 Thiết kế, lựa chọn phần cơ khí

2.2.1 Thiết kế, lựa chọn khung cơ khí

Quá trình tính toán các kích thước để lựa chọn mua nhôm sử dụng cho máy được dựa trên mục tiêu của đề tài Các kích thước tính toán bao gồm chiều cao (phù hợp cho trục Z), chiều ngang (phù hợp cho trục X), chiều sâu (phù hợp cho trục Y)

Đối với chiều cao, máy in được chia làm 3 vùng (Hình 2.3): Vùng thứ nhất ở trên cùng

là vùng truyền động, phần này là nơi chứa phần lớn tất cả bộ phần cơ khí quan trọng của máy như động cơ

Hình 2.3 Máy in 3D nhìn từ phía trước

XY, dây đai, trục trượt, bộ đùn nhựa … Vùng thứ 2 ở giữa là vùng in, đây là vùng nơi chứa vật đang in và đã hoàn thành in, Vùng thứ 3 là phần gầm máy, là nơi chứa mạch điều khiển, động cơ trục Z, nguồn

Trang 33

Hình 2.4 Vùng truyền động XY của máy

Phần thứ nhất tính từ mặt trên cùng của máy xuống mặt của bàn in khi bàn in ở vị trí

cao nhất, phần này có độ cao là 400mm (Hình 2.4)

Phần thứ hai tính từ mặt trên bàn in khi bàn in ở vị trí trên cùng xuống đến mặt trên

của bàn in khi bàn in ở vị trí dưới cùng, do độ cao của vùng này cũng chính là độ cao

của khổ in máy được đặt ra ở mục 1.5 (Chương 1), do đó độ cao này sẽ là 250mm, tuy

nhiên để đảm bảo an toàn do trong quá trình thi công lắp ráp có thể có sai số, em sẽ

lựa chọn độ cao của vùng này ở một khoảng cách an toàn là 300mm Hình 2.5 thể hiện

vùng in của máy in 3D, do khoảng cách từ đáy ốc vít me lên mặt trên của bàn in (b)

không đổi trong toàn bộ quá trình di chuyển của bàn in, do đó độ cao vùng in của máy

cũng được tính bằng khoảng cách từ đáy ốc vít me đến mặt trên của khớp nối (c) và

bằng 300mm

Trang 34

Hình 2.6 Trục X của máy in 3D

Trục X của máy in 3D gồm 2 vùng (Hình 2.7): vùng chết (1) là vùng mà đầu đùn không thể di chuyển tới do va chạm cơ khí và vùng in (2) là vùng mà đầu đùn có thể tự do di chuyển tới do khoảng in thực của máy theo phương X (Khoảng cách của vị trí kim phun khi đầu đùn ở tận cùng bên trái với khi đầu đùn ở tận cùng bên phải) bằng với độ dài vùng

in (2) trừ đi độ dài của đầu đùn khi lắp đầy đủ linh kiện (~106mm) và bằng 200mm (Dựa vào mục tiêu của đề tài) Ở vùng chết 1, dựa vào mô phỏng trên Solidwork, tổng khoảng cách của vùng chết là 103mm Từ các tính toán trên, ta có tổng chiều dài trục X là 103mm+106mm+200mm = 409mm, và để đảm bảo khoảng cách an toàn, em xin lựa chọn tổng chiều dài của trục X là 440mm Do tổng chiều dài trục X bằng độ dài thanh nhôm nằm ngang cộng với độ dầy 2 thanh nhôm ở 2 bên cạnh (Hình 2.8), do đó ta có kích thước cắt thanh nhôm ở cạnh là 440 - 2×20 = 400mm

Trang 35

Hình 2.7 Cơ cấu ghép của khung nhôm

Đối với trục Y (Hình 2.9) cũng tính toán tương tự như với trục X, trục Y cũng bao gồm

2 vùng là vùng chết và vùng in Đối với trục Y, vùng chết 1 có độ dài 96mm, tổng độ dày của đầu đùn là 86mm, khổ in theo phương Y là 200mm, để đảm bảo khoảng cách an toàn,

em xin chọn khổ in này là 250mm, dẫn đến tổng chiều dài theo trục Y là 250mm + 96mm + 86mm = 432mm làm tròn thành 440mm Do cấu trúc ghép nhôm của trục Y tương tự như ở trục X, do đó độ dài thanh nhôm ngang của trục Y cũng là 400mm

Hình 2.8 Cơ cấu khung trục Y

Trang 36

Kết cấu khung trục X của máy in 3D:

Hình 2.9 Cơ cấu khung trục X

Phần trục X (Hình 2.10) của máy CoreXY gồm 3 phần:

Phần 1: Bộ đùn nhựa chứa các linh kiện làm nhiệm vụ nung nóng nhựa lên nhiệt độ in

và đẩy nhựa ra hình thành vật thể in

Phần 2: Giá đỡ bộ đùn được làm bằng thanh sợi carbon đường kính 10mm, đảm bảo

đủ độ cứng và có khối lượng ít nhất có thể do toàn bộ trục X di truyển trên trục Y

Phần 3: Giá đỡ trục X là phần linh kiện liên kết giữa trục X và trục Y, giá đỡ trục Y gắn giữ 2 thanh thép mạ crom, toàn bộ cơ cấu bộ đùn nhựa, giá đỡ này trượt theo trục

Y trên phần linh kiện (3) này

Kết cấu khung trục Y của máy in 3D:

Hình 2.10 Cơ cấu khung trục Y

Phần trục Y (Hình 2.11) của máy CoreXY gồm 3 phần:

Trang 37

Phần 1: Cơ cấu trục X là toàn bộ cơ cấu trục X của máy, gồm bộ đùn nhựa, giá đỡ

Phần 2: Giá đỡ trục X là giá đỡ để phần cơ cấu trục X có thể trượt trên đó và trượt theo trục Y, sử dụng bạc trượt LM8UU nhằm giảm ma sát

Phần 3: Bộ giữ động cơ, căng đai: Làm nhiệm vụ giữ động cơ và các puly căng đai, nhằm truyền động từ động cơ tới các phần khác để đưa đầu đùn vào vị trí cần thiết để in

Phần 4: Bàn in, thường là bàn nhôm hoặc bàn kính, em xin lựa chọn bàn in bằng nhôm

để đảm bảo độ cứng, độ phẳng cũng như tính an toàn trong quá trình sử dụng

Bàn nhiệt máy in 3D là thành phần quan trọng của máy in 3D, giúp tăng chất lượng sản phẩm và độ ổn định khi in 3D Bàn nhiệt Mk2b là phiên bản được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới cho máy in 3D tính tới thời điểm hiện nay

Quý khách nên gắn cảm biến nhiệt độ lên bàn nhiệt bằng băng cách nhiệt và băng dính chịu nhiệt để đảm bảo đo nhiệt độ chính xác, ổn định và thẩm mỹ

Độ chính xác của các động cơ điều khiển hệ thống chuyển động z kiểm soát độ phân giải

và chất lượng của chi tiết

Hình 2.11 Cơ cấu khung trục Z

Trang 38

2.2.2 Thiết kế, lựa chọn bộ đùn nhựa

Bộ đùn nhựa là bộ phận quan trọng cũng như phức tạp nhất trong một chiếc máy in 3D,

bộ đùn nhựa có tác dụng đưa nhựa từ cuộn nhựa in, nung nóng nhựa in lên đến nhiệt độ thích hợp để in và đùn nhựa đã nóng chảy đó ra khỏi bộ đùn và bám vào vật in Bộ đùn nhựa phải được thiết kế chắc chắn, gọn nhẹ và dễ tháo lắp để sửa chữa khi gặp lỗi Một

bộ đùn nhựa có cấu tạo như hình 2.26, bao gồm 3 phần chính:

Phần 1: Bộ đẩy nhựa

Bộ đẩy nhựa làm nhiệm vụ kéo nhựa từ cuộn nhựa in để đưa vào bộ gia nhiệt Bộ đẩy

nhựa gồm có một động cơ bước (1a) gắn với một bộ đẩy nhựa Bộ đẩy nhựa gồm có bánh răng đẩy nhựa (1b), bánh răng này sẽ gắn vào trục động cơ bước (1a) và găm chặt vào

sợi nhựa, dẫn nhựa ra và vào đầu đùn

Hình 2.12 Bộ đẩy nhựa

Pulley đùn nhựa (1c) làm nhiệm vụ kẹp chặt nhựa in bám vào bánh răng đẩy nhựa, tránh không cho nhựa in bị trượt dẫn đến sai lệch khi in Nhựa in được đẩy bởi động cơ đùn sẽ được dẫn qua ống dẫn nhựa (1d) làm bằng Teflon (PTFE) xuống tới tận bộ gia nhiệt, ống

có đường kinh trong là 2mm (phù hợp dành cho dẫn nhựa loại 1.75mm)

Trang 39

Hotend (hay bộ gia nhiệt) là một chi tiết làm nhiệm vụ đốt nóng nhựa đến nhiệt độ in,

để bộ đẩy nhựa có thể đẩy nhựa đã nóng chảy ra khỏi kim phun để thực hiện quá trình in

Một bộ gia nhiệt bao gồm 5 phần chính (Hình 2.12b):

Phần 1: Bộ giữ ống PTFE, chi tiết này làm nhiệm vụ giữ ống PTFE chặt trong bộ gia nhiệt, đảm bảo nhựa từ bộ đùn đi qua bộ gia nhiệt mà không bị đẩy ra ngoài

Phần 2: Ống tản nhiệt (Heat Sink), chi tiết này được làm bằng nhôm do hệ số dẫn nhiệt của nhôm lớn (205W/(mK)), đồng thời ống này được thiết kế có các cánh tản nhiệt để tăng tốc độ thoát nhiệt ra ngoài môi trường Ống dẫn nhựa PTFE được nối từ bộ đẩy nhựa tới bộ giữ ống PTFE vào giữa ống tản nhiệt này (2a) và dừng ở họng chặn nhiệt

Hình ảnh ống tản nhiệt(Heat Sink)

Trang 40

Phần 3: Họng chặn nhiệt (Heatbreak/ Throat), họng này có tác dụng ngăn chặn tốt đa nhiệt di chuyển từ phần gia nhiệt bên dưới lên phía trên Họng này được làm bằng thép (Stainless Steel), có hệ số dẫn nhiệt rất thấp so với nhôm (16W/(mK)) Đồng thời điểm giữa họng được làm nhỏ nhất có thể để làm giảm tối thiểu khả năng truyền nhiệt từ dưới khối gia nhiệt lên bên trên Họng này gồm 5 loại, tùy vào nhu cầu của người thiết kế

Hình 2.12b Các loại họng chặn nhiệt (Heat Break) cho bộ gia nhiệt E3D V6 [24]

Hình 2.12c Cấu tạo bộ gia nhiệt E3D V [23]

Định dạng
Số trang	114
Dung lượng	5,1 MB