LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật đặc biệt là khoa học máy tính đã làm thay đổi hầu hết mọi mặt của đời sống xã hội. Từ giữa thế kỷ 20, khi công nghệ máy tính được đưa vào áp dụng trong sản xuất đã góp phần tự động hoá sản xuất, giải phóng sức lao động cho con người, tăng năng suất cũng như chất lượng sản phẩm. Theo đó là sự ra đời của phương thức sản xuất có sự trợ giúp của máy tính và các máy công cụ được tích hợp bộ điều khiển số. Ở Việt Nam, ngoài việc công nghệ CAD/CAM đã và đang được phát triển, ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy, xí nghiệp thì vài năm trở lại đây công nghệ tạo mẫu nhanh (RPM) bước đầu đã được nghiên cứu và ứng dụng ở các viện nghiên cứu, các trung tâm công nghệ cao.
Công nghệ tạo mẫu nhanh là tổ hợp của CAD, kỹ thuật thiết kế ngược RE (Reverse Engineering), tạo mẫu nhanh RP (Rapid prototype). Tiểu luận môn “Thiết kế ngược và tạo mẫu nhanh” tập trung trình bày về quy trình thiết kế ngược cho công nghệ bồi đắp vật liệu (in 3D) và đặc tính cơ học của Ti6Al4V và cấu trúc mạng tinh thể của AlSi12Mg được chế tạo bởi thiêu kết laser kim loại trực tiếp. Trong qua trình làm tiểu luận không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự góp ý, bổ sung của thầy để tiểu luận được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn. 1 Tieu luan MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU.2 DANH MỤC HÌNH ẢNH.4 DANH MỤC BẢNG. Thiết kế ngược cho công nghệ bồi đắp vật liệu.2 Giới thiệu chung.3 Tổng quan về thiết kế ngược.1 Loại dữ liệu.2 Thu thập dữ liệu.4 Nghiên cứu đo lường đối với phép đo chi tiết.5 Tạo mô hình CAD để hỗ trợ in 3D.3 Mô hình rắn.4 Mẫu chính thức.5 Chuyển đổi mô hình.6 Kiểm tra chi tiết in 3D.1 Thu thập dữ liệu.2 Nhập dữ liệu tham chiếu. Đặc tính cơ học của Ti6Al4V và cấu trúc mạng tinh thể của AlSi12Mg được chế tạo bởi thiêu kết laser kim loại trực tiếp.1 Cấu trúc mạng.2 Mạng tinh thể được sản xuất bằng tia laser.3 Khả năng sản xuất nung chảy laser có chọn lọc.1 Xác định các thông số nóng chảy laser chọn lọc.2 Các thông số xử lý nóng chảy bằng laser có chọn lọc cho Ti6Al4V và AlSi12Mg.3 Khả năng sản xuất thanh chống lưới.4 Mục tiêu chế tạo và thử nghiệm mẫu lưới.5 Độ trung thực hình học của mạng tinh thể.4 Kết quả thử nghiệm nén.1 Kết quả phân tích nén mẫu tinh thể Ti6Al4V.2 Kết quả thử nghiệm nén đối với AlSi12Mg mẫu mạng tinh thể.3 Hành vi biến dạng và các chế độ hỏng hóc.50 DANH MỤC HÌNH ẢN 3 Tieu luan Hình 1.
Ảnh hưởng của đầu đo đến đo lương chi tiết. Các độ phân giải khác nhau của một vòng tròn. Ảnh hưởng của độ chính xác điểm. Độ phân giải ảnh hưởng đến xác định tính năng.
Ví dụ về lưới đa giác. Ví dụ về lấp đầy các lỗ trong lưới đa giác. Ví dụ về giảm thiểu lưới đa giác dựa trên độ phức tạp tính năng.Ví dụ về mặt cắt từ dữ liệu thu thập được. Các ví dụ về mạng tinh thể hai chiều dưới cứng (a), vừa cứng (b) và quá cứng (c).
(a) Các mẫu thử khối thanh chống công xôn Ti6Al4V được sản xuất cho phạm vi góc nghiêng và đường kính thanh chống 0,3-1,0 mm với gia số 0,1mm (b) Hình ảnh Ti6Al4V SEM của các phần tử thanh chống được sản xuất. (c) Ví dụ Ti6Al4V được sản xuất mẫu thử nhịp thanh chống cho đường kính thanh chống 0,6 mm. Thanh chống ngang Ti6Al4V được sản xuất trong các mẫu mạng FBCCXYZ với kích thước ô 2mm. Mật độ tương đối của mẫu thử mạng Ti6Al4V được sản xuất và độ lệch với hình học CAD.
Dữ liệu chụp cắt lớp điện toán AlSi12Mg của một tập hợp con mảng. Phản ứng ứng suất - sức căng của cấu trúc mạng kích thước tế bào Ti6Al4V 3-mm cho 103 ô mẫu vật. Trên cùng: Hoàn thành đường cong ứng 4 Tieu luan suất-biến dạng đến 80% biến dạng. Dưới cùng: Chế độ xem chi tiết của phần ban đầu của phản ứng ứng suất-biến dạng.
Phản ứng ứng suất - sức căng của cấu trúc mạng kích thước tế bào Ti6Al4V 2-mm cho 103 ô mẫu vật. Trên cùng: Hoàn thành đường cong ứng suất-biến dạng đến 80% biến dạng. Dưới cùng: Chế độ xem chi tiết của phần ban đầu của phản ứng ứng suất-biến dạng. Ứng suất – sức căng của mẫu Ti6Al4V FBCZ-S2N7.
Mô đun tương đối của Ti6Al4V (2% biến dạng) (a) và cường độ nén tương đối (b) so với mật độ tương đối đối với các mẫu tế bào mạng tinh thể được thử nghiệm, bao gồm cả xu hướng quan sát được và xu hướng điển hình đối với cấu trúc tế bào chi phối uốn và duỗi. Mô đun Young, s và 2% được tính trung bình trên tất cả các mẫu Ti6Al4V có cấu trúc liên kết và kích thước tế bào được chỉ định. (b) Độ lệch chuẩn tương đối (RSD) của các giá trị mô đun. (c) Mô đun cụ thể (2%) được tính trung bình trên các giá trị tải và không tải và tất cả các mẫu Ti6Al4V của cấu trúc liên kết được chỉ định.
(a) Cường độ nén được tính trung bình trên tất cả các mẫu Ti6Al4V có cấu trúc liên kết và kích thước ô được chỉ định. (b) Độ lệch chuẩn tương đối (RSD) của cường độ nén. (c) Cường độ nén cụ thể được tính trung bình trên tất cả các mẫu Ti6Al4V có cấu trúc liên kết và kích thước ô được chỉ định. Các phản ứng căng thẳng khi nén một trục của mạng tinh thể AlSi12Mg đã được thử nghiệm mẫu vật.
Đặc tính cơ học của các mẫu mạng tinh thể AlSi12Mg được thử nghiệm. Mô đun tương đối và cường độ nén tương đối so với mật độ tương đối đối với đã thử nghiệm các mẫu tế bào mạng tinh thể AlSi12Mg, bao gồm các xu hướng điển hình để uốn- và kéo cấu trúc tế bào chi phối. (a) Mô đun Young, s 5 Tieu luan tương đối, (b) mô đun tương đối (biến dạng 1%), (c) môđun tương đối (2% biến dạng), (d) cường độ nén tương đối. Các chế độ hỏng hóc của mẫu thử mạng Ti6Al4V.
Chi tiết về các chế độ biến dạng và hư hỏng quan sát được của mạng tinh thể AlSi12Mg đã được thử nghiệm mẫu vật lúc phá huỷ.51 6 Tieu luan DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Số Maxwell cho các cấu trúc mạng ứng viên ô đơn vị. Đun chảy laser chọn lọc Ti6Al4V và AlSi12Mg tối ưu thông số xử lý. Khả năng sản xuất công xôn Ti6Al4V và AlSi12Mg các mẫu thử độ nghiêng thanh chống ở các đường kính và góc dựng khác nhau.
Khả năng sản xuất công xôn Ti6Al4V và AlSi12Mg các mẫu thử độ nghiêng thanh chống ở các đường kính và góc dựng khác nhau. Thiết kế ngược cho công nghệ bồi đắp vật liệu 1.1 Tóm tắt Công nghệ bồi đắp vật liệu (hay còn gọi là công nghệ in 3D) phụ thuộc vào dữ liệu kích thước 3D để sản xuất và kiểm tra các bộ phận được chế tạo bằng quy trình bồi đắp vật liệu. Thiết kế ngược cung cấp phương pháp để xây dựng dữ liệu 3D cần thiết. Dữ liệu 3D được tạo ra bằng hàng loạt các phép đo và giảm thông tin đó thành mô hình CAD 3D của một số đặc tính.
Ở dạng đơn giản nhất, một phần mềm thiết kế CAD có thể được sử dụng để đo lường tính năng và sau đó tái tạo chúng dưới dạng mô hình CAD 3D. Tuy nhiên, nhiều đối tượng rất phức tạp yêu cầu số lượng phép đo đáng kể và xử lý để tạo ra mô hình 3D rõ ràng. Đo lường thủ công các hạng mục phức tạp có thể dẫn đến kết quả không nhất quán từ bộ phận này đến bộ phận khác hoặc từ toán tử này qua toán tử khác. Vì vậy, một phương pháp mạnh mẽ và có thể lặp lại để đo chi tiết là thực sự cần thiết.
Metrology là khoa học đo lường, xác định bởi Văn phòng đo lường quốc tế “khoa học đo lường, bao gồm cả thực nghiệm và xác định lý thuyết ở mức độ không chắc chắn nào trong bất kỳ lĩnh vực khoa học nào và công nghệ” (What is metrology? BIPM. Ngành sản xuất công nghiệp sử dụng từ “metrology” để mô tả chung nhóm thiết bị sử dụng để đo lường. Có rất nhiều thiết bị đo và phần mềm kỹ thuật để hỗ trợ cả thiết kế ngược và kiểm tra chi tiết. Thiết bị đo lường được chọn dựa trên yêu cầu ứng dụng, như độ chính xác dữ liệu, mật độ dữ liệu, đo tiếp xúc hay đo không tiếp xúc, thuộc tính bề mặt chi tiết.
Tương tự, phần mềm thiết kế ngược được lựa chọn dựa trên nhu cầu ứng dụng, như kỹ năng vận hành và mức độ tự động hoá mong muốn. Phần này sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về cân nhắc cơ bản cho việc đo lường và phần mềm hỗ trợ để cả kiểm tra và thiết kế ngược cho công nghệ bồi đắp vật liệu.2 Giới thiệu chung Công nghệ bồi đắp vật liệu (in 3D) là quá trình sắp xếp tuần tự các lớp vật liệu để xây dựng một chi tiết mong muốn. Mô hình 3D của chi tiết được chia nhỏ thành từng lớp bởi phần mềm chuyên dụng trên công nghệ bồi đắp vật liệu. Do vậy, mô hình 3D chất lượng cao rất quan trọng cho quá trình bồi đắp vật liệu đạt hiệu quả.
Thiết kế ngược sử dụng các phép đo để thu thập dữ liệu hình học 3D và vận dụng phần mềm chuyên dụng để biến dữ liệu đó thành thông tin có thể sử dụng được. Thông tin này có thể được sử dụng để xây dựng mô hình 3D mà ban đầu chúng không tồn tại. Hoặc cách khác, thiết kế ngược có thể được sử dụng để kiểm tra chi tiết in 3D. Cả hai ứng dụng đều có ý nghĩa quan trọng đối với “luồng kỹ thật số” có thể được thiết lập và duy trì cho một sản phẩm.
Luồng kỹ thuật số là khái niệm trong đó một chi tiết hoặc sản phẩm có định nghĩa kỹ thuật số có thể là đòn bẩy trong suốt vòng đời của chi tiết hoặc sản phẩm. Điều này cho phép người dùng có cơ hội sử dụng các quy trình kyx thuật sô để sản xuất, kiểm trs và tiếp thị. Sau đó trong vòng đời của sản phẩm, các sửa đổi và nâng cấp có thể tận dụng luồng dữ liệu kỹ thuật số này để tạo ra sản phẩm mới hoặc các sửa đổi hiệu quả hơn các quy trình trong quá khứ. Các công ty đang giảm thời gian tiếp thị và nhận ra khả năng mở rộng sang khác thị trường tuỳ chỉnh hàng loạt có giá trị cao hơn dựa trên các khả năng.