Nghiên cứu độ chính xác và độ bền của máy in 3D tại HCMUTE

LỜI MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về tình hình cộng nghệ in 3D

1.1.1. In 3D và ứng dụng thực tế

1.1.2. Ứng dụng công nghệ in 3D trong sản xuất và đời sống

1.2. Các công nghệ in 3D phổ biến hiện nay

1.2.1. Phương pháp tạo mẫu lập thể SLA (Stereo Lithography Aparatus)

1.2.2. Công nghệ in 3D JP

1.2.3. Công nghệ in 3D FDM (Fused Deposition Modeling)

1.2.4. Công nghệ in 3D SLS

1.2.5. Công nghệ in 3D 3DP

1.2.6. Công nghệ in 3D LOM

1.3. Ứng dụng công nghệ in 3D bằng phương pháp FDM

1.4. Độ bền và độ chính xác kích thước của chi tiết in 3D

1.4.1. Khái quát về độ bền và độ chính xác kích thước của chi tiết in 3D

1.4.2. Phương pháp thử nghiệm độ bền kéo của chi tiết in 3D

1.4.3. Độ chính xác kích thước

1.4.4. Tính thiết thực của việc nghiên cứu, xác định độ bền kéo và độ chính xác kích thước

1.5. Mục tiêu của đề tài

1.6. Phương pháp và nội dung

2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY IN 3D

2.1. Thiết kế hệ thống cơ khí

2.2. Tính toán cụm trục X

2.3. Ray dẫn hướng trục Z

2.4. Thiết kế cụm trục Y

2.5. Đầu phun nhựa

2.6. Bộ phận điều khiển cho máy in 3D độ chính xác cao

2.7. Lắp ráp hoàn chỉnh thiết bị in 3D có độ chính xác cao

2.7.1. Các chi tiết trước khi lắp ráp

2.7.2. Quá trình lắp ráp, hoàn thành máy in 3D độ chính xác

3. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẪU THỬ BẰNG PHƯƠNG PHÁP IN 3D

3.1. Thông số mẫu thử

3.2. Chế tạo mẫu thử

3.3. Phần mềm in

3.4. Chọn và giải thích ý nghĩa các thông số in

3.5. Tiến hành in. Sản phẩm in

4. PHẦN 4: KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM IN 3D

4.1. Phương pháp và trình tự khảo sát độ bền mỏi

4.2. Phương pháp khảo sát độ bền kéo

4.3. Trình tự tiến hành khảo sát độ bền kéo của chi tiết in 3D nhựa

4.4. Một số hình ảnh trong quá trình khảo sát độ bền kéo của quá trình in 3D nhựa

4.5. Các biểu đồ thể hiện sự thay đổi độ bền kéo của các mẫu số liệu khi thay đổi từng số liệu khác nhau

4.6. Các biểu đồ thể hiện sự thay đổi độ chính xác kích thước của các mẫu số liệu khi thay đổi từng số liệu khác nhau

4.7. Thuận lợi và khó khăn khi tiến hành khảo sát độ bền kéo và chính xác kích thước của chi tiết in 3D nhựa

4.8. Các kết quả đạt được

4.9. Những vấn đề còn hạn chế

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Nghiên cứu máy in 3D tại HCMUTE Tổng quan về công nghệ và ứng dụng

Bài nghiên cứu tập trung vào nghiên cứu máy in 3D tại HCMUTE, cụ thể là đánh giá độ chính xác và độ bền của sản phẩm in 3D bằng phương pháp FDM. Nghiên cứu khoa học HCMUTE này khảo sát mối quan hệ giữa các thông số in (chiều cao lớp, mật độ điền đầy, nhiệt độ vòi phun...) và chất lượng sản phẩm. Công nghệ in 3D FDM được lựa chọn do tính phổ biến và dễ tiếp cận. Bài viết trình bày tổng quan về ứng dụng in 3D trong nhiều lĩnh vực, từ sản xuất công nghiệp, y tế đến giáo dục, nhấn mạnh tiềm năng và thách thức của công nghệ này. Máy in 3D HCMUTE được sử dụng trong nghiên cứu có cấu hình cụ thể, được mô tả chi tiết trong phần tiếp theo.

1.1. Ứng dụng công nghệ in 3D

Ứng dụng in 3D hiện nay rất đa dạng. Trong sản xuất, in 3D giúp tạo mẫu nhanh, giảm chi phí và thời gian. Công nghệ in 3D được ứng dụng trong ô tô, điện tử, hàng không vũ trụ và quốc phòng để sản xuất các bộ phận phức tạp. Ngành y tế sử dụng in 3D để tạo mô hình giải phẫu, bộ phận giả và hỗ trợ phẫu thuật. Giáo dục tận dụng in 3D để hỗ trợ giảng dạy thực hành. Xu hướng in 3D đang phát triển mạnh mẽ, mở ra nhiều tiềm năng mới. Tuy nhiên, cần lưu ý đến những hạn chế của công nghệ, đặc biệt là về độ bền máy in 3D và độ tin cậy máy in 3D. Chi phí máy in 3D cũng là một yếu tố cần cân nhắc. Việc phân tích lợi ích máy in 3D là cần thiết để đánh giá hiệu quả kinh tế.

1.2. Các công nghệ in 3D phổ biến

Bài nghiên cứu đề cập đến một số công nghệ in 3D phổ biến như SLA, FDM, SLS, 3DP và LOM. Mỗi công nghệ có ưu điểm, nhược điểm và ứng dụng khác nhau. Phương pháp tạo mẫu lập thể SLA cho độ chính xác cao nhưng chi phí lớn. Công nghệ in 3D FDM, được sử dụng trong nghiên cứu này, có tính kinh tế và dễ tiếp cận hơn. Công nghệ in 3D SLS phù hợp với vật liệu dạng bột. Công nghệ in 3D 3DP cho phép in nhiều màu sắc. Công nghệ in 3D LOM sử dụng vật liệu dạng tấm. Việc lựa chọn công nghệ in 3D phụ thuộc vào yêu cầu về chất lượng, chi phí và loại vật liệu.

II. Phân tích độ chính xác và độ bền của máy in 3D tại HCMUTE

Phần này tập trung vào thử nghiệm máy in 3D và phân tích dữ liệu in 3D. Nghiên cứu đánh giá độ chính xác in 3D và độ bền máy in 3D. Các yếu tố ảnh hưởng độ chính xác in 3D và yếu tố ảnh hưởng độ bền in 3D được xác định và phân tích. Vật liệu in 3D được sử dụng, cũng như quy trình in 3D, ảnh hưởng đến kết quả. Thiết kế in 3D cũng là yếu tố quan trọng. So sánh máy in 3D các loại sẽ giúp hiểu rõ hơn về hiệu quả của từng phương pháp. Phân tích lỗi máy in 3D giúp cải thiện quá trình in.

2.1. Phương pháp nghiên cứu và thiết kế thử nghiệm

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm để đánh giá độ chính xác máy in 3D và độ bền bệ máy in 3D. Thiết kế thử nghiệm bao gồm việc in nhiều mẫu thử với các thông số khác nhau. Thí nghiệm máy in 3D được thực hiện theo tiêu chuẩn cụ thể. Dữ liệu được thu thập và xử lý bằng các phần mềm thống kê. Phân tích dữ liệu in 3D giúp xác định mối quan hệ giữa các thông số in và chất lượng sản phẩm. Báo cáo khoa học máy in 3D sẽ trình bày kết quả chi tiết.

2.2. Kết quả và phân tích

Kết quả thử nghiệm máy in 3D cho thấy mối quan hệ giữa các thông số in và chất lượng sản phẩm. Độ chính xác kích thước phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chiều cao lớp, nhiệt độ vòi phun, và tốc độ in. Độ bền kéo của sản phẩm thay đổi theo mật độ điền đầy và loại vật liệu. Phân tích lỗi in 3D được thực hiện để tìm ra nguyên nhân gây ra sai số và cải thiện quá trình in. Bảng số liệu và biểu đồ được sử dụng để minh họa kết quả.

III. Kết luận và đề xuất

Nghiên cứu đã đánh giá được độ chính xác và độ bền của sản phẩm in 3D bằng phương pháp FDM. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn trong việc tối ưu hóa quá trình in 3D, nâng cao chất lượng sản phẩm. Bài nghiên cứu máy in 3D này đóng góp vào nghiên cứu khoa học HCMUTE và công trình nghiên cứu khoa học HCMUTE. Giảng viên HCMUTE có thể sử dụng kết quả này trong giảng dạy. Sinh viên HCMUTE có thể tham khảo để thực hiện các dự án nghiên cứu tương tự. Đề tài nghiên cứu máy in 3D này góp phần thúc đẩy ứng dụng công nghệ in 3D tại Việt Nam.

3.1. Kết luận

Nghiên cứu đã đạt được các mục tiêu đề ra. Độ chính xác và độ bền của sản phẩm in 3D được đánh giá toàn diện. Mối quan hệ giữa các thông số in và chất lượng sản phẩm được xác định rõ ràng. Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để cải thiện hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm in 3D. Bài báo khoa học máy in 3D này cung cấp thông tin hữu ích cho các nhà nghiên cứu và kỹ sư.

3.2. Đề xuất

Cần tiếp tục nghiên cứu để mở rộng phạm vi ứng dụng của công nghệ in 3D. Nên nghiên cứu thêm các loại vật liệu in 3D mới. Cần đầu tư vào trang thiết bị hiện đại để nâng cao chất lượng nghiên cứu. Hợp tác quốc tế để tiếp cận công nghệ tiên tiến. Học viện Kỹ thuật HCMUTE cần đẩy mạnh nghiên cứu và đào tạo về công nghệ in 3D.

Nghiên cứu độ chính xác kích thước và độ bền kéo của máy in 3D tại HCMUTE