I. Hệ thống Điều khiển Máy In 3D tại HCMUTE Tổng Quan
Công trình nghiên cứu tập trung vào thiết kế hệ thống điều khiển máy in 3D laser thiêu kết bột nhựa, một đề tài nghiên cứu máy in 3D có ý nghĩa thực tiễn cao tại HCMUTE. Nghiên cứu khoa học HCMUTE này hướng đến việc phát triển một hệ thống điều khiển hiệu quả, chi phí thấp, dễ bảo trì, phù hợp với điều kiện Việt Nam. Khác với các nghiên cứu trước đây thường sử dụng thiết bị nhập khẩu đắt tiền, công trình này tận dụng các thiết bị sẵn có trong nước, giảm thiểu chi phí và thời gian nhập khẩu, đồng thời tăng tính khả thi trong bảo trì. Máy in 3D HCMUTE được thiết kế dựa trên công nghệ laser sintering, cụ thể là selective laser sintering (SLS), tập trung vào việc điều khiển máy in 3D. Công nghệ in 3D SLS được lựa chọn do khả năng tạo ra các sản phẩm phức tạp từ bột nhựa in 3D, là một loại vật liệu in 3D phổ biến. Ứng dụng máy in 3D rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ sản xuất đến y tế, tạo nên giá trị nghiên cứu to lớn.
1.1. Cơ sở Lý thuyết và Phương pháp Nghiên cứu
Phần này trình bày cơ sở lý thuyết về điều khiển máy in 3D, bao gồm các phương pháp điều khiển máy in 3D, các loại thiết bị truyền động, thiết bị điều khiển, mạch điều khiển giao tiếp, máy tính điều khiển, thiết bị chuyển đổi tín hiệu, và đặc biệt là thiết bị thiêu kết trong công nghệ SLS. Phần mềm điều khiển máy in 3D được sử dụng là Mach3 CNC, một phần mềm phổ biến trong điều khiển máy CNC. Điều khiển nhiệt độ là một yếu tố quan trọng trong quá trình thiêu kết bột nhựa, do đó, việc lựa chọn và cấu hình các cảm biến máy in 3D và hệ thống điều khiển nhiệt độ máy in 3D là rất cần thiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu cũng đề cập đến các khía cạnh về an toàn máy in 3D và bảo trì máy in 3D. Việc lựa chọn động cơ, Driver, và bộ nguồn phù hợp cũng được xem xét kỹ lưỡng để tối ưu hiệu suất hệ thống. Thiết kế hệ thống điều khiển tự động được ưu tiên để đảm bảo độ chính xác cao trong quá trình in 3D, hướng đến mục tiêu in 3D chính xác cao. Khuôn mẫu in 3D và prototype in 3D được sử dụng để kiểm tra và đánh giá hiệu quả của hệ thống.
1.2. Thiết kế và Triển khai Hệ thống
Phần này tập trung vào việc thiết kế hệ thống điều khiển cho máy in 3D SLS. Lựa chọn phương án tối ưu bao gồm việc chọn các thành phần phù hợp như động cơ, thiết bị điều khiển, mạch giao tiếp, máy tính, và bộ nguồn. Sơ đồ hệ thống điều khiển được thiết kế chi tiết, bao gồm đấu nối các thành phần với nhau. Nguyên lý làm việc của máy in 3D được giải thích rõ ràng, nhấn mạnh vào quá trình in 3D bằng laser. Thiết lập chương trình điều khiển trên phần mềm Mach3 CNC là một phần quan trọng, bao gồm việc thiết lập thông số máy in và thử nghiệm hoạt động của hệ thống. Việc sử dụng phần mềm để kiểm soát quá trình in 3D, từ việc tạo khuôn mẫu in 3D đến việc giám sát quá trình thiêu kết bột nhựa, được mô tả cụ thể. Kết quả nghiên cứu được trình bày, bao gồm các hình ảnh và số liệu minh họa hiệu quả của hệ thống. Gia công in 3D được xem xét để đánh giá chất lượng sản phẩm. Việc đào tạo in 3D và nghiên cứu phát triển in 3D liên quan cũng được đề cập.
1.3. Đánh giá và Ứng dụng Thực Tiễn
Công trình này mang lại nhiều giá trị thực tiễn. Nghiên cứu máy in 3D này giúp giảm chi phí sản xuất máy in 3D, mở ra cơ hội ứng dụng rộng rãi hơn trong các doanh nghiệp nhỏ và vừa. Hệ thống điều khiển số được thiết kế có tính khả thi cao, dễ bảo trì, và đáp ứng được nhu cầu in 3D tại HCMUTE và các trường đại học khác. Đóng góp về mặt giáo dục và đào tạo là rất lớn, giúp sinh viên tiếp cận với công nghệ in 3D tiên tiến. Khả năng áp dụng của hệ thống này trong nhiều lĩnh vực như sản xuất, y tế, giáo dục là rất lớn. Vật liệu in 3D được sử dụng là loại phổ biến, dễ tìm kiếm, giảm thiểu khó khăn trong quá trình sản xuất. Công trình này đóng góp vào sự phát triển của công nghệ in 3D tại Việt Nam, hỗ trợ cho quá trình nghiên cứu phát triển in 3D trong tương lai. Học viện kỹ thuật quân sự HCMUTE có thể tận dụng kết quả này để phục vụ cho mục đích đào tạo và nghiên cứu.
