Nghiên cứu và chế tạo máy in 3D Delta tại HCMUTE

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Công nghệ in 3D trên thế giới

1.2. Công nghệ in 3D tại Việt Nam

1.3. Công nghệ in 3D trong tương lai

2. CHƯƠNG II: CÁC BƯỚC PHÁT TRIỂN CỦA TẠO MẪU VÀ CÁC CÔNG NGHỆ IN 3D

2.1. Công nghệ tạo mẫu nhanh

2.1.1. Khái niệm

2.2. Ba thời kì của quá trình tạo mẫu

2.3. Lịch sử hình thành và phát triển công nghệ tạo mẫu nhanh

2.4. Quá trình tạo mẫu nhanh

2.5. Một số loại công nghệ in 3D

2.6. Tầm quan trọng và ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh

2.6.1. Phương pháp tạo mẫu nhanh FDM (Fused Deposition Modeling)

2.6.1.1. Khái niệm và nguyên lý hoạt động

2.6.1.2. Vật liệu dùng trong FDM

2.6.1.3. Ưu – nhược điểm của phương pháp FDM

3. CHƯƠNG III: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

3.1. Lựa chọn kết cấu máy in

3.1.1. Máy in 3D loại Cartesian

3.1.2. Máy in 3D loại Delta

3.1.3. Máy in 3D loại Polar

3.2. Lựa chọn truyền động trên mặt phẳng Oxyz

3.2.1. Truyền động cánh tay tính tiến

3.2.2. Truyền động đai kết hợp thanh dẫn hướng

3.2.3. Các loại bộ truyền đai

3.2.3.1. Đai hình lược

3.5. Lựa chọn bộ điều khiển

3.5.1. Hệ thống các relay – timer – contactor

3.5.3. Vi điều khiển

3.6. Lựa chọn động cơ

3.6.2. Động cơ DC servo

4. CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CƠ KHÍ

4.1. Mô hình động học của máy in 3D cơ cấu delta thực

4.2. Lựa chọn bộ truyền đai

4.3. Bộ phận đùn nhựa

4.4. Cụm tời nhựa

4.5. Đầu phun gia nhiệt

4.6. Tính toán thiết kế phần điện

5. CHƯƠNG V: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

5.1. Sơ đồ hệ thống điều khiển

5.2. Các linh kiện cần thiết cho hệ thống điều khiển

5.2.1. Vi điều khiển

5.2.2. Board kết nối

5.2.3. Công tắc hành trình

5.2.4. Màn hình LCD

6. CHƯƠNG VI: THIẾT LẬP THÔNG SỐ PHẦN CỨNG

6.1. Thiết lập thông số phần cứng của máy

6.2. Thiết lập firmware và nạp chương trình

6.3. Phần mềm điều khiển

6.3.1. Danh sách các phần mềm điều khiển máy in

6.3.1.1. Phần mềm in 3D Cura

6.3.1.2. Phần mềm in 3D CraftWare

6.3.1.3. Phần mềm in 3D cắt lớp GCode chuyên nghiệp Simplify3D

6.3.1.4. Phần mềm điều khiển in 3D Repetier

6.3.1.5. Phần mềm phân tích chỉnh sửa file STL Netfabb Basic

7. CHƯƠNG VII: CÁCH VẬN HÀNH MÁY IN

7.1. Cài đặt thông số phần mềm Cura

7.1.1. Cài đặt máy in trong Cura

7.1.2. Thao tác chuột trên Cura

7.1.3. Cài đặt thông số in 3D trong Cura

7.2. Xuất dữ liệu in (gcode)

8. CHƯƠNG VIII: KẾT QUẢ VÀ CÁCH KHẮC PHỤC LỖI KHI IN

8.1. Tổng quan về máy

8.2. Một số sản phẩm

8.3. Các lỗi khi in và cách khắc phục

8.3.1. Thiếu nhựa khi bắt đầu in

8.3.2. Vật in không dính vào bàn in

8.3.3. Nhựa in ra không đủ

8.3.4. Mặt trên sản phẩm không khít, có khe hở

8.3.5. Bề mặt dưới chi tiết bị cong vênh

8.3.6. Tắc nhựa khi in

8.4. Một số lưu ý khi in

8.5. Kết quả in

9. CHƯƠNG IX: KẾT LUẬN

9.1. Hướng phát triển

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về Nghiên cứu và Chế tạo máy in 3D Delta tại HCMUTE

Bài viết trình bày nghiên cứu chế tạo máy in 3D Delta tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (HCMUTE). Nghiên cứu tập trung vào thiết kế, lắp ráp và vận hành một máy in 3D Delta, một loại máy in 3D có cấu trúc độc đáo, cho phép in nhanh và hiệu quả. Công nghệ in 3D Delta được chọn lựa dựa trên các ưu điểm về tốc độ và khả năng tiếp cận linh hoạt không gian in. Nghiên cứu máy in 3D này mang tính thực tiễn cao, đóng góp cho việc giảng dạy và nghiên cứu tại HCMUTE, đồng thời mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.

1.1 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính là nghiên cứu máy in 3D cụ thể là máy in 3D Delta nhằm hiểu rõ cơ cấu máy in 3D Delta, nguyên lý hoạt động, và quy trình chế tạo máy in 3D. Nghiên cứu bao gồm thiết kế chi tiết máy in 3D Delta, lựa chọn vật liệu và linh kiện phù hợp, lập trình điều khiển, và tối ưu hóa quá trình in. Một mục tiêu quan trọng khác là đánh giá hiệu quả và độ chính xác của máy in 3D Delta được chế tạo, so sánh với các loại máy in 3D khác. Cuối cùng, nghiên cứu hướng đến việc tạo ra một hướng dẫn chi tiết cho việc chế tạo máy in 3D Delta, hỗ trợ cho việc giảng dạy và nghiên cứu tại HCMUTE và các trường đại học khác. Sinh viên HCMUTE tham gia dự án sẽ có cơ hội học tập thực tiễn, nâng cao kỹ năng kỹ thuật và khả năng giải quyết vấn đề.

1.2 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp nghiên cứu định lượng và định tính. Phương pháp định lượng tập trung vào việc tính toán, mô phỏng và phân tích các thông số kỹ thuật của máy in 3D Delta, bao gồm: thiết kế máy in 3D Delta, tính toán chuyển động của cơ cấu Delta, lựa chọn động cơ và hệ thống truyền động phù hợp. Phương pháp định tính bao gồm thu thập thông tin từ tài liệu, phỏng vấn chuyên gia và quan sát quá trình chế tạo và vận hành máy in 3D. Nghiên cứu sử dụng phần mềm thiết kế CAD để thiết kế chi tiết máy in 3D Delta, và phần mềm điều khiển để lập trình và vận hành máy. Dữ liệu thu thập được sẽ được phân tích để đánh giá hiệu quả và độ chính xác của máy in 3D Delta, đồng thời rút ra các bài học kinh nghiệm cho việc chế tạo máy in 3D trong tương lai. Phần mềm điều khiển máy in 3D Delta được lựa chọn cẩn thận để đảm bảo tính ổn định và hiệu quả của quá trình in.

II. Kết quả nghiên cứu và phân tích

Nghiên cứu đã dẫn đến việc chế tạo thành công một máy in 3D Delta tại HCMUTE. Máy in hoạt động ổn định, cho chất lượng in tốt và độ chính xác cao. Các sản phẩm in 3D từ máy này có bề mặt nhẵn, kích thước chính xác, đáp ứng được yêu cầu của các ứng dụng thực tiễn. Chi phí chế tạo máy in 3D Delta tương đối thấp so với các sản phẩm thương mại có cùng chức năng. Ứng dụng máy in 3D Delta này trong giáo dục đã được chứng minh là rất hiệu quả, giúp sinh viên tiếp cận với công nghệ in 3D hiện đại. Nghiên cứu cũng cung cấp các bài học kinh nghiệm quý báu cho việc lắp ráp máy in 3D Delta, xử lý sự cố và tối ưu hóa quá trình in.

2.1 Đánh giá hiệu quả của máy in 3D Delta

Máy in 3D Delta được chế tạo cho thấy hiệu quả cao trong việc in các mô hình 3D phức tạp. Vật liệu in máy in 3D Delta đa dạng, cho phép tạo ra các sản phẩm với nhiều đặc tính khác nhau. Độ chính xác máy in 3D Delta được đánh giá thông qua việc đo đạc kích thước các sản phẩm in. Kết quả cho thấy độ sai lệch nhỏ, đảm bảo chất lượng sản phẩm. Tốc độ in máy in 3D Delta nhanh hơn so với các loại máy in 3D khác, nhờ vào cơ cấu Delta độc đáo. Ưu điểm máy in 3D Delta này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí sản xuất. Nhược điểm máy in 3D Delta cũng được ghi nhận, chủ yếu là độ phức tạp trong thiết kế và lắp ráp. So sánh máy in 3D Delta với máy in 3D khác cho thấy sự vượt trội về tốc độ và khả năng tiếp cận không gian in. Nghiên cứu này chứng minh tiềm năng ứng dụng rộng rãi của máy in 3D Delta trong sản xuất và giáo dục.

2.2 Ứng dụng thực tiễn và đóng góp

Máy in 3D Delta chế tạo thành công tại HCMUTE có nhiều ứng dụng thực tiễn quan trọng. Trong lĩnh vực giáo dục, máy in phục vụ cho việc giảng dạy và thực hành của sinh viên ngành cơ khí, tự động hóa và các ngành liên quan. Sinh viên có cơ hội tiếp cận công nghệ in 3D hiện đại, nắm vững nguyên lý hoạt động và kỹ thuật vận hành máy in 3D. Ngoài ra, máy in 3D này còn có thể ứng dụng trong nghiên cứu khoa học, giúp tạo ra các mẫu vật, mô hình thí nghiệm với độ chính xác cao. In 3D tại HCMUTE được đẩy mạnh nhờ dự án này, mở ra nhiều cơ hội nghiên cứu và ứng dụng công nghệ in 3D trong tương lai. Công nghệ in 3D HCMUTE được nâng cao nhờ nghiên cứu này. Dự án máy in 3D Delta HCMUTE đóng góp vào sự phát triển của công nghệ in 3D tại Việt Nam.

III. Kết luận và đề xuất

Nghiên cứu chế tạo máy in 3D Delta tại HCMUTE đã thành công. Máy in 3D hoạt động hiệu quả, chất lượng in cao và giá thành hợp lý. Nghiên cứu này đóng góp vào việc nâng cao chất lượng đào tạo và nghiên cứu tại HCMUTE. Việc ứng dụng công nghệ in 3D trong giáo dục và nghiên cứu được mở rộng. Nghiên cứu này cũng đề xuất một số hướng phát triển trong tương lai, bao gồm việc cải tiến thiết kế, nâng cấp phần mềm điều khiển và mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực khác.

HCMUTE Nghiên Cứu Thiết Kế và Chế Tạo Máy In 3D Delta