Đồ án Thiết kế chế tạo máy in 3D dạng Scara (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế chế tạo máy in 3D dạng Scara (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY IN 3D DẠNG SCARA GVHD : ThS. DƯƠNG THỊ VÂN ANH SVTH : LIÊU CHÍ THẮNG MSSV : 12143199 S K L 0 0 4 5 0 4 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2016
2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY IN 3D DẠNG SCARA SVTH : LIÊU CHÍ THẮNG MSSV : 12143199 Khóa : 2012 - 2016 Ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY GVHD : ThS. DƯƠNG THỊ VÂN ANH Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2016
3. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: LIÊU CHÍ THẮNG MSSV: 12143199 Ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Lớp : 12143CL2 Giảng viên hướng dẫn: ThS. DƯƠNG THỊ VÂN ANH ĐT : Ngày nhận đề tài: 3/2016 Ngày nộp đề tài: 8/2016 1. Tên đề tài: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY IN 3D DẠNG SCARA 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: Kích thước vật in 300 x 300 x 300. 3. Nội dung thực hiện đề tài: - Nghiên cứu nguyên lý in 3D; - Nghiên cứu vật liệu in 3D; - Nghiên cứu thiết kế hệ thống truyền động; - Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển; - Thi công chế tạo máy in 3D. 4. Sản phẩm: Máy in 3D in được vật thể 300 x 300 x 200. TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i
4. KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do - Hạnh phúc BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Sinh viên: Liêu Chí Thắng MSSV: 12143199 Tên đề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY IN 3D DẠNG SCARA Giáo viên hướng dẫn: ThS. Dương Thị Vân Anh NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài và khối lượng thực hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: ii
5. 4. Điểm đánh giá cụ thể ĐIỂM ĐIỂM STT MỤC ĐÁNH GIÁ ĐẠT TỐI ĐA ĐƯỢC 1 Hình thức và kết cấu đồ án 20 Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 5 Tính tổng quan, mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu 5 Tính c ấp thiết của đề tài 5 Phương pháp nghiên ức u 5 2 Nội dung nghiên cứu 80 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ 10 thuật, khoa học xã hội, để giải quyết vấn đề Khả năng phân tích/tổng hợp 5  Khả năng thực hiện thiết kế và chế tạo hệ thống, máy móc, hoặc thiết bị, (đối với đề tài theo hướng công nghệ)  Khả năng thực hiện nghiên cứu, đề xuất phương 50 pháp hoặc quy trình, có tính mới và sáng tạo, đápứ ng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế (đối với đề tài theo hướng nghiên cứu) Khả năng cải tiến và phát triển đề tài 10 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên 5 ngành, 3 Điểm thưởng 10 Các ĐATN có một trong các tiêu chí sau sẽ được cộng thêm 10 điểm: - Thuyết minh ĐATN viết bằng tiếng Anh - ĐATN báo cáo bằng tiếng Anh 10 - Kết quả ĐATN viết được 1 bài báo khoa học (Hội nghị, tạp chí chuyên ngành, ) - ĐATN được chuyển giao cho công ty (có giấy xác nhận của công ty) Tổng điểm 100 (*) Nếu > 100 sẽ qui đổi thành 100 điểm Tổng điểm quy đổi (hệ 10) 10 (*) Nếu > 10 sẽ qui đổi thành 10 điểm 5. Đề nghị cho bảo vệ hay không? Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 Giáo viên hướng dẫn iii
6. KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do - Hạnh phúc BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Sinh viên: Liêu Chí Thắng MSSV: 12143199 Tên đề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY IN 3D DẠNG SCARA Giáo viên phản biện: ThS. Đặng Minh Phụng NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài và khối lượng thực hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: iv
7. 4. Điểm đánh giá cụ thể ĐIỂM ĐIỂM STT MỤC ĐÁNH GIÁ ĐẠT TỐI ĐA ĐƯỢC 1 Hình thức và kết cấu đồ án 20 Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 5 Tính tổng quan, mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu 5 Tính c ấp thiết của đề tài 5 Phương pháp nghiên ức u 5 2 Nội dung nghiên cứu 80 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ 10 thuật, khoa học xã hội, để giải quyết vấn đề Khả năng phân tích/tổng hợp 5  Khả năng thực hiện thiết kế và chế tạo hệ thống, máy móc, hoặc thiết bị, (đối với đề tài theo hướng công nghệ)  Khả năng thực hiện nghiên cứu, đề xuất phương 50 pháp hoặc quy trình, có tính mới và sáng tạo, đápứ ng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế (đối với đề tài theo hướng nghiên cứu) Khả năng cải tiến và phát triển đề tài 10 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên 5 ngành, 3 Điểm thưởng 10 Các ĐATN có một trong các tiêu chí sau sẽ được cộng thêm 10 điểm: - Thuyết minh ĐATN viết bằng tiếng Anh - ĐATN báo cáo bằng tiếng Anh 10 - Kết quả ĐATN viết được 1 bài báo khoa học (Hội nghị, tạp chí chuyên ngành, ) - ĐATN được chuyển giao cho công ty (có giấy xác nhận của công ty) Tổng điểm 100 (*) Nếu > 100 sẽ qui đổi thành 100 điểm Tổng điểm quy đổi (hệ 10) 10 (*) Nếu > 10 sẽ qui đổi thành 10 điểm 5. Câu hỏi phản biện (nếu có): 5. Đề nghị cho bảo vệ hay không? Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 Giáo viên phản biện v
8. LỜI CẢM ƠN Khi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này cũng là lúc Tôi gần kết thúc thời gian học tập tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh, khoảng thời gian học tập và nghiên cứu tại Trường đã giúp cho Tôi hiểu và yêu quý nơi đây nhiều hơn. Thầy, Cô không những truyền đạt cho Tôi những kiến thức chuyên môn mà còn giáo dục cho Tôi về lý tưởng, đạo đức trong cuộc sống, đây là hành trang không thể thiếu cho cuộc sống và sự nghiệp của Tôi sau này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cả các Quý Thầy, Cô đã tận tình chỉ bảo, dẫn dắt Tôi đến ngày hôm nay để có thể vững bước trên con đường học tập và làm việc sau này. Đồ án tốt nghiệp đã đánh dấu việc hoàn thành những năm tháng miệt mài học tập của Tôi. Qua đây xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã luôn động viên và tạo mọi điều kiện để Tôi hoàn thành khóa học. Cuối lời, Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến Cô Dương Thị Vân Anh, Thầy Đặng Minh Phụng và Thầy Đoàn Tất Linh đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ Tôi hoàn thành đồ án này. Sinh viên thực hiện Liêu Chí Thắng vi
9. TÓM TẮT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY IN 3D DẠNG SCARA Trong những năm trở lại đây, công nghệ in 3D phát triển rất nhanh với những ưu điểm như vật liệu dễ tìm, không gây độc hại, kết cấu máy đơn giản, chi phí thấp . Đề tài được xây dựng trên cơ sở những ưu điểm của công nghệ in 3D, phát huy những ưu điểm và hạn chế một số nhược điểm của máy in 3D. Thực hiện tạo mẫu trong thời gian ngắn nhằm hỗ trợ cho người thiết kế và những nhà sản xuất có thể kiểm tra các chi tiết hay hệ thống được thiết kế trước khi được cấp vốn sản xuất hàng loạt. Thiết kế mẫu máy in 3D với chất lượng mẫu in tốt, phục vụ cho công việc nghiên cứu và giảng dạy trên giảng đường. Bên cạnh đó nhằm phát triển chất lượng mẫu in và những dòng máy in 3D truyền thống. Đề tài nhằm mục đích nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy in 3D dạng Scara, nhằm thay đổi thiết kế cơ khí và hệ thống chuyển động so với một số máy in 3D truyền thống tạo một bước ngoặc mới cho việc phát triển máy in 3D dạng Robot công nghiệp. Từ đó làm tiền đề để phát triển công nghệ in 3D theo tiêu chuẩn công nghiệp. Nội dung của đề tài bao gồm: - Nghiên cứu nguyên lý in 3D. - Nghiên cứu vật liệu in 3D. - Thiết kế truyền động cơ khí cho máy in. - Thiết kế hệ thống điều khiển. Người làm đồ án Liêu Chí Thắng vii
10. ABSTRACT DESIGN IN 3D FORMAT MACHINERY SCARA In recent years, 3D printing technology is developing very fast with the advantages such as easy to find materials, nontoxic, simple machine structure, low cost The theme is built on the basis of the advantages of 3D printing technology, promoting the advantages and disadvantages of limiting some of the 3D printer. Perform stylist for a short time to assist designers and manufacturers, can check the details or the system is designed to be funded prior to mass production. 3D printer model designs with good quality prints, serving for research and teaching in theclassroom. Besides, in order to develop the quality of prints and the traditional 3D printers. The theme aims to research, design and manufacture 3D printers Scara format, in order to change the mechanical design and motion systems compared with some traditional 3D printer to create a new landmark for the development of 3D printers industrial robot types. From that premise to develop 3D printing technology according to industry standards. The content of the topic is included: - Research principles in 3D. - Research material 3D printing. - Design mechanical transmission for printers. - Control system design. Who do the projects Lieu Chi Thang viii
11. MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA TRANG NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv LỜI CẢM ƠN vi TÓM TẮT ĐỒ ÁN vii MỤC LỤC ix DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xiii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ xiv CHƯƠNG 1 1 GIỚI THIỆU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1 1.3. Mục tiêu nghiên cứu 1 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu 1 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu 1 1.5. Cơ sở phương pháp luận 1 1.6. Phương pháp nghiên cứu 2 1.7. Kết cấu đề tài 2 CHƯƠNG 2 3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ IN 3D 2.1. Giới thiệu về công nghệ in 3D 3 2.2. Vật liệu dùng trong in 3D 3 2.2.1. Nhựa ABS 3 2.2.2. Nhựa PLA 4 2.2.3. Nhựa PETG 4 2.2.4. Nhựa HIPS 5 2.2.5. Vật liệu CF-PLA 6 2.3. Các bước của quá trình tạo mẫu nhanh 6 2.4. Một số công nghệ tạo mẫu nhanh 7 2.4.1. Công nghệ SLA 7 2.4.2. Công nghệ in 3DP 8 ix
12. 2.4.3. Công nghệ FDM 8 2.4.4. Công nghệ SLS 9 2.4.5. Công nghệ LOM 10 2.5. Giới thiệu một số mẫu máy in 3D 10 2.5.1. Máy Prusa I3 10 2.5.2. Máy Delta Kossel 11 2.5.3. Máy Ember 12 2.5.4. Máy 3D Scara 13 2.6. Kết luận 13 CHƯƠNG 3 14 CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGUYÊN LÝ IN 3D 3.1. Khái quát chung về máy in 3D 14 3.2. Động cơ bước 17 3.2.1. Động cơ bước nam châm vĩnh cửu 18 3.2.2. Động cơ bước biến từ trở 19 3.2.3. Động cơ bước hỗn hợp 20 3.2.4. Động cơ bước 2 pha 21 3.2.5. Các phương pháp điều khiển động cơ bước 21 3.3. Truyền động vít me - đai ốc 22 3.3.1. Cơ cấu vít me - đai ốc trượt 23 3.3.2. Cơ cấu vít me đai ốc bi 24 3.4. Truyền động đai 25 3.5. Kết luận 26 CHƯƠNG 4 27 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY IN 3D 4.1. Thông số máy 27 4.2. Các phương án thiết kế kết cấu máy 27 4.2.1. Phương án 1: Truyền động Cartesian – XZ 27 4.2.2. Phương án 2: Sử dụng kết cấu robot delta, dùng truyền động đai. 27 4.2.3. Phương án 3: Truyền động Cartesian – XY. 27 4.2.4. Phương án 4: Sử dụng tay máy Scara, dùng truyền động hộp số của động cơ - XY. 28 4.3. Lựa chọn phương án 28 4.4. Trình tự thực hiện 28 4.5. Thiết kế bàn máy 28 4.6. Thiết kế cụm cơ khí trục Z 30 x
13. 4.6.1. Tính toán truyền động vít me - đai ốc bi trục Z 30 4.6.2. Chọn động cơ trục Z 34 4.6.3. Bạc dẫn hướng 36 4.6.4. Lựa chọn bộ truyền 37 4.7. Thiết kế cơ khí cụm trục XY 38 4.7.1. Kết cấu truyền động trục XY 38 4.7.2. Tính toán lựa chọn động cơ cụm trục XY 38 4.8. Thiết kế và gia công các chi tiết 40 4.8.1. Danh sách các chi tiết gia công 40 4.8.2. Danh sách các Bulong lắp ráp 46 4.8.3. Danh sách các cụm lắp ráp, phân rã 48 4.9. Bộ phận đùn nhựa 49 4.9.1. Cụm tời nhựa 49 4.9.2. Đầu phun gia nhiệt 50 4.9.3. Sợi nhựa 51 4.10. Tính toán thiết kế phần điện 51 4.10.1. Khối nguồn 51 4.10.2. Phần điều khiển 52 4.11. Thiết lập thông số phần cứng của máy 62 4.12. Phần mềm điều khiển 65 4.12.1. Các thông số cơ bản khi thiết lập Basic chế độ in 66 4.12.2. Các thông số cơ bản khi thiết lập Advanced chế độ in 72 4.13. Các kiểu chạy nhựa 72 CHƯƠNG 5 74 KẾT LUẬN xi
14. DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CAD Computer Aided Design CAM Computerized Aided Manufacturing FDM Fused Deposition Modeling SLA Stereo Lithography Apparatus SLS Selective Laser Sintering LOM Laminated Object Manufacturing 3DP Three Dimensional Printing ABS Acrylonitrile Butadiene Styrene PLA PolyLactic Axit PETG Polyethylene Terephthalate Glycol HIPS High Impact Polystyrene CF Carbon Fiber xii
15. DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Thông số máy in 3D Delta 12 Bảng 2.2: Thông số máy in 3D Ember 12 Bảng 3.1: Một số Gcode thường dùng 15 Bảng 4.1: Một số loại đai 37 Bảng 4.2: Các chi tiết gia công 40 Bảng 4.3: Các bulong lắp ráp 46 Bảng 4.4: Các cụm lắp ráp 48 Bảng 4.5: Một số linh kiện điện 52 Bảng 4.6: Thông số board Arduino Mega 25 54 Bảng 4.7: Thông số board RAMPS 1.4 56 Bảng 4.8: So sánh driver A4988 và DRV882 58 Bảng 4.9: Thiết lập các chế độ điều khiển 59 Bảng 5.1: Thông số kỹ thuật 74 xiii
16. DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ Hình 2.1: Nhựa ABS 4 Hình 2.2: Nhựa PLA 4 Hình 2.3: Nhựa PTEG 5 Hình 2.4: Nhựa HIPS 5 Hình 2.5: Nhựa CF-PLA 6 Hình 2.6: Sơ đồ quá trình tạo mẫu 7 Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý tạo mẫu SLA 7 Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lý tạo mẫu 3DP 8 Hình 2.9: Sơ đồ nguyên lý tạo mẫu 9 Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý tạo mẫu SLS 9 Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý tạo mẫu LOM 10 Hình 2.12: Máy in 3D Prusa I3 11 Hình 2.13: Máy in 3D Delta Kossel 11 Hình 2.14: Máy in 3D Ember 12 Hình 2.15: Máy in 3D Scara 13 Hình 3.1: Cấu trúc máy in 3D 14 Hình 3.2: Động cơ bước 17 Hình 3.3: Cấu tạo động cơ bước nam châm vĩnh cửu 18 Hình 3.4: Nguyên lý hoạt động động cơ bước nam châm vĩnh cửu 19 Hình 3.5: Nguyên lý hoạt động động cơ bước biến từ trở 19 Hình 3.6: Cấu tạo động cơ bước hỗn hợp 20 Hình 3.7: Động cơ bước 2 pha lưỡng cực và đơn cực 21 Hình 3.8: Phương pháp điều khiển động cơ bước 22 Hình 3.9: Vít me đai ốc trượt 23 Hình 3.10: Kết cấu đai ốc 2 nửa 23 Hình 3.11: Vít me đai ốc bi 24 Hình 3.12: Kết cấu vít me đai ốc bi 24 Hình 3.13: Cơ cấu điều chỉnh khe hở vít me - đai ốc bi 25 Hình 3.14: Truyền động đai 25 Hình 4.1: Thép hộp Vuông 30x30 29 Hình 4.2: Bản vẽ khung máy 29 Hình 4.3: Hàn hồ quang 30 xiv
17. Hình 4.4: Chân đế cao su 30 Hình 4.5: Kiểu lắp vít me fixed - fixed 31 Hình 4.6: Kiểu lắp vít me fixed - support 31 Hình 4.7: Kiểu lắp vít me fixed - free 31 Hình 4.8: Quy trình lựa chọn vít me 32 Hình 4.9: Bản vẽ động cơ bước 36 Hình 4.10: Bạc dẫn hướng LHFRDM16 36 Hình 4.11: Thông số kích thước bạc dẫn hướng 36 Hình 4.12: Biên dạng đai răng 37 Hình 4.13: Đai GT2 và pulley 38 Hình 4.14: Thông số đai GT2 38 Hình 4.15: Bộ tời nhựa 49 Hình 4.16: Kết cấu đầu phun nhựa 50 Hình 4.17: Sơ đồ hệ thống điện - điều khiển 51 Hình 4.18: Nguồn tổ ong 52 Hình 4.19: Nguồn LITEON 52 Hình 4.20: Sơ đồ khối các linh kiện điện tử 53 Hình 4.21: Board Arduino Mega 2560 53 Hình 4.22: Giao diện phần mềm Arduino IDE 55 Hình 4.23: Board RAMPS 55 Hình 4.24: Board MKS 55 Hình 4.25: Sơ đồ nguyên lý board RAMPS 57 Hình 4.26: Driver A4988 57 Hình 4.27: Driver DRV8825 57 Hình 4.28: Sơ đồ khối A4988 58 Hình 4.29: Vị trí kết nối driver 59 Hình 4.30: Công tắc hành trình 59 Hình 4.31: Vị trí kết nối công tắc hành trình 60 Hình 4.32: Vị trí kết nối LCD 60 Hình 4.33: Module LCD 2004 60 Hình 4.34: Cảm biến nhiệt 61 Hình 4.35: Điện trở gia nhiệt 61 Hình 4.36: Vị trí kết nối cảm biến nhiệt và điện trở gia nhiệt 61 Hình 4.37: Sơ đồ kết nối tổng quát 62 Hình 4.38: Giao diện phần mềm Cura 65 Hình 4.39: Giao diện phần mềm Cura 66 xv
18. Hình 4.40: Thiết lập Layer height 66 Hình 4.41: Minh họa thiết lập Layer height 67 Hình 4.42: Thiết lập Shell thickness 67 Hình 4.43: Minh họa thiết lập Shell thickness 68 Hình 4.44: Thiết lập Bottom thickness/ Top thickness 68 Hình 4.45: Minh họa thiết lập Bottom thickness/ Top thickness 69 Hình 4.46: Thiết lập Fill density 69 Hình 4.47: Minh họa thiết lập Fill density 70 Hình 4.48: Thiết lập các thông số in 70 Hình 4.49: Minh họa thiết lập Support type 71 Hình 4.50: Minh họa thiết lập Platfom adhesion type 71 Hình 4.51: Thiết lập Advanced 72 Hình 4.52: Kiểu rectilinear 72 Hình 4.53: Kiểu line 72 Hình 4.54: Kiểu concentric 72 Hình 4.55: Kiểu honeycomb 72 Hình 4.56: Kiểu hibertcurve 73 Hình 4.57: Kiểu archimedeanchords 73 Hình 4.58: Kiểu octagramspirals 73 Hình 4.59: Kiểu 3dhoneycomb 73 Hình 5.1: Mô hình thiết kế máy in 3D 74 Hình 5.2: Mô hình thực tế 74 Hình 5.3: Sơ đồ khối quá trình in 75 Hình 5.4: Các chức năng điều khiển 75 Hình 5.5: Sơ đồ cây thư mục 75 xvi
19. CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Công nghệ tạo mẫu nhanh từ khi ra đời đến nay đã được cải tiến và phát triển rất nhiều. Hàng loạt phương pháp và công nghệ tạo mẫu ra đời, mỗi công nghệ tạo mẫu có những ưu nhược điểm riêng. Hiện nay, một trong những phương pháp tạo mẫu được sử dụng phổ biến nhất là công nghệ in 3D với những ưu điểm như đơn giản, dễ thiết kế, vật liệu dễ tìm, không gây độc hại . Bên cạnh những ưu điểm thì còn tồn tại một số hạn chế là độ bóng bề mặt thấp, tốc độ in chưa cao . Từ những điều này, Tôi quyết định thiết kế chế tạo máy in 3D để có thể phát huy được những ưu điểm, đồng thời khắc phục một số hạn chế để nâng cao tốc độ và chất lượng mẫu in. 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Thiết kế mẫu máy in 3D với chất lượng mẫu in tốt phục vụ cho công việc nghiên cứu và giảng dạy ờ trường. - Phát triển chất lượng về mẫu in, kết cấu máy so với những dòng máy in 3D truyền thống trên thị trường. 1.3. Mục tiêu nghiên cứu Thực hiện Đề tài nhằm mục đích nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy in 3D dạng Scara, để thay đổi một số thiết kế và một số chuyển động của một số dòng máy in 3D truyền thống, nhằm mở rộng không gian in, nâng cao chất lượng mẫu in và tốc độ mẫu in. 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy in 3D dạng Scara. 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan về công nghệ in 3D. - Nghiên cứu, thiết kế cơ cấu truyền động của máy. - Nghiên cứu tính toán phần điện. - Nghiên cứu phần mềm giao tiếp, hỗ trợ lập trình in 3D. 1.5. Cơ sở phương pháp luận Dựa trên cơ sở các tài liệu, các đề tài nghiên cứu trước đây, các mẫu máy có trên thị trường để tham khảo, phân tích những ưu điểm cũng như những nhược điểm để làm cơ sở lựa chọn thiết kế mẫu máy tốt hơn. 1
20. 1.6. Phương pháp nghiên cứu Đề tài nghiên cứu kết hợp giữa phương pháp lý thuyết và thực nghiệm trên mô hình cụ thể như sau: Lý thuyết: - Tìm kiếm, tổng hợp các tài liệu liên quan đến đề tài. - Nghiên cứu về lý thuyết tạo mẫu nhanh với công nghệ in 3D. - Tổng hợp tài liệu tính toán, thiết kế cơ cấu truyền động đảm bảo độ chính xác, tối ưu hóa chuyển động. - Tìm hiểu về thuật toán điều khiển và phương pháp chuyển động cánh tay và đường chạy của đầu phun. Thực nghiệm: - Chế tạo mô hình máy in 3D dạng Scara, từ đó kiểm tra lại các lý thuyết trước đó đã nghiên cứu. - Nghiên cứu các kiểu đường chạy nhựa có thể sử dụng đối với các mẫu in để tối ưu mẫu in. 1.7. Kết cấu đề tài Chương 1: Giới thiệu. Chương 2: Tổng quan về công nghệ in 3D. Chương 3: Cơ sở lý thuyết nguyên lý máy in 3D. Chương 4: Tính toán, thiết kế và chế tạo máy in 3D. Chương 5: Kết quả. 2
21. S K L 0 0 2 1 5 4