I. Tổng quan về đề tài nghiên cứu
Luận văn thạc sĩ 'Nghiên Cứu Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Máy FDM Trong Công Nghệ Chế Tạo Máy' tập trung vào việc nghiên cứu và phát triển công nghệ tạo mẫu nhanh FDM. Công nghệ này cho phép sản xuất các mô hình vật lý từ dữ liệu CAD thông qua quá trình bồi đắp vật liệu. Hệ thống điều khiển là phần trung tâm, có nhiệm vụ kiểm soát toàn bộ hoạt động của máy. Luận văn đã chỉ ra rằng FDM có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như y tế, ô tô, và điện tử, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tối ưu hóa các thông số công nghệ để nâng cao chất lượng sản phẩm.
1.1 Giới thiệu về công nghệ TMN
Công nghệ tạo mẫu nhanh (TMN) là một phương pháp chế tạo đặc biệt, cho phép tạo ra mô hình sản phẩm từ dữ liệu 3D bằng cách xây dựng theo từng lớp. TMN không chỉ giúp giảm thời gian gia công mà còn cho phép tạo ra các hình dạng phức tạp mà các phương pháp gia công truyền thống không thể thực hiện. Công nghệ này đã phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây, với doanh thu toàn cầu tăng trưởng đáng kể.
1.2 Nhu cầu sử dụng trên thế giới
Nhu cầu sử dụng công nghệ TMN đang gia tăng trên toàn cầu, đặc biệt trong các ngành công nghiệp như ô tô và y tế. Theo báo cáo, công nghệ FDM chiếm một phần lớn trong thị trường TMN, cho thấy sự phát triển vượt bậc và tiềm năng ứng dụng rộng rãi của nó. Các công ty lớn như Stratasys đã dẫn đầu trong việc phát triển và thương mại hóa công nghệ này.
II. Thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển
Luận văn đã tiến hành thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển cho máy Vina FDM 2015. Cấu trúc hệ thống điều khiển được phân tích kỹ lưỡng, bao gồm các thành phần như bộ điều khiển nhiệt độ, vị trí và các cảm biến hỗ trợ. Việc lựa chọn các cụm điều khiển được thực hiện dựa trên các tiêu chí về hiệu suất và độ tin cậy. Hệ thống điều khiển này không chỉ giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất mà còn nâng cao độ chính xác và chất lượng của sản phẩm cuối cùng.
2.1 Cấu trúc và thành phần máy
Cấu trúc máy Vina FDM 2015 bao gồm nhiều thành phần quan trọng như đầu đùn, bộ cấp liệu và hệ thống điều khiển. Mỗi thành phần đều có vai trò riêng trong việc đảm bảo quá trình sản xuất diễn ra suôn sẻ. Đặc biệt, đầu đùn là nơi vật liệu được gia nhiệt và đùn ra, quyết định chất lượng của lớp bồi đắp. Việc thiết kế hợp lý các thành phần này là rất quan trọng để đạt được hiệu suất tối ưu.
2.2 Cấu trúc hệ thống điều khiển máy
Hệ thống điều khiển máy FDM được thiết kế với các khối điều khiển riêng biệt cho từng chức năng như điều khiển nhiệt độ và vị trí. Mỗi khối điều khiển được kết nối với nhau thông qua một mạng lưới điện tử, cho phép truyền tải thông tin và điều khiển chính xác. Hệ thống này không chỉ giúp giảm thiểu sai sót trong quá trình sản xuất mà còn nâng cao khả năng tự động hóa, từ đó tiết kiệm thời gian và chi phí.
III. Tối ưu hóa thông số công nghệ
Luận văn cũng đã nghiên cứu và tối ưu hóa các thông số công nghệ ảnh hưởng đến độ chính xác và độ nhám của mẫu. Việc sử dụng giải thuật di truyền (Genetic Algorithm) để tối ưu hóa các thông số này đã cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm. Các thử nghiệm thực tế đã được thực hiện để xác định các thông số tối ưu, từ đó đưa ra các khuyến nghị cho việc áp dụng trong sản xuất.
3.1 Xác định độ chính xác của mẫu
Độ chính xác của mẫu được xác định thông qua các thử nghiệm thực nghiệm trên máy Vina FDM 2015. Các mẫu thử nghiệm được tạo ra với các thông số khác nhau và được đo đạc kỹ lưỡng để đánh giá độ chính xác. Kết quả cho thấy rằng việc tối ưu hóa các thông số công nghệ có thể cải thiện đáng kể độ chính xác của sản phẩm, từ đó nâng cao giá trị sử dụng trong thực tế.
3.2 Kết quả thực nghiệm
Kết quả thực nghiệm cho thấy sự cải thiện rõ rệt về độ nhám bề mặt và kích thước mẫu sau khi áp dụng các giải thuật tối ưu hóa. Các thông số như tốc độ in, nhiệt độ đầu đùn và loại vật liệu đều có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm. Việc phân tích các kết quả này đã giúp đưa ra các hướng phát triển tiếp theo cho công nghệ FDM, nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.
