Luận Văn Thạc Sĩ Về Thiết Kế Mô Hình Máy In 3D Tích Hợp Công Nghệ FDM và VAM

• Tác giả: Nguyễn Hồ Gia Thịnh
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Huy Tuân
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy
• Đề tài: Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Máy In 3D Tích Hợp Công Nghệ FDM Và VAM
• Loại tài liệu: Công Trình Nghiên Cứu Khoa Học
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài
• 1.2. Lý do chọn đề tài
• 1.3. Mục tiêu đề tài
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5. Cơ sở phương pháp luận
• 1.6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ IN 3D
• 2.1. Thống kê tình hình và phân loại các thiết bị
• 2.1.1. Thống kê tình hình
• 2.1.2. Phân loại các bộ phận của máy in 3D
• 2.1.3. Các phương pháp điều khiển máy in 3D
• 2.1.4. Tìm hiểu và phân loại vật liệu dùng cho máy in 3D
• 2.1.4.1. Tìm hiểu chung về vật liệu dùng cho máy in 3D
• 2.1.4.2. Phân loại vật liệu
• 2.1.5. Các công nghệ in 3D phổ biến
• 2.1.5.1. Công nghệ Thiêu kết lazer chọn lọc (SLS)
• 2.1.5.2. Công nghệ Tạo hình nhờ tia laser (SLA)
• 2.1.5.3. Công nghệ Mô hình hóa bằng phương pháp nóng chảy lắng động (FDM)
• 2.2. Ứng dụng của công nghệ in 3D
• 2.2.1. Một số mẫu máy in 3D hiện nay
• 2.2.1.1. Máy in 3D Cubicon Single
• 2.2.1.2. Máy in 3D FDM Delta
• 2.2.1.3. Máy in 3D Reprap Prusa i3
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.1. Khớp mềm đàn hồi
• 3.2. Ứng dụng của cơ cấu đàn hồi trong truyền động chính xác
• 3.3. Khái quát về thiết bị hỗ trợ Piezo Stack Actuator model P-225
• 3.3.1. Giới thiệu chung về Piezo Stack Actuator model P-225
• 3.3.2. Cách gá đặt thiết bị PZT
• 3.3.3. Tính toán tải động học
• 3.3.4. Ball tip cho kết nối đầu Piezo
• 3.4. Khái quát chung về đề tài máy in 3D tích hợp công nghệ VA
• 3.5. Yêu cầu kỹ thuật đối với máy in 3D tích hợp công nghệ FDM và VA
• 3.6. Chọn kết cấu mô hình
• 3.7. Một số bộ phận chính trong mô hình máy in 3D của đề tài
• 3.8. Nguyên lí hoạt động của đầu in máy in 3D (khi tích hợp thiết bị Piezo Stack Actuator)
• 3.9. Kết luận về phương án thiết kế của đề tài
• 3.10. Các phương án thiết kế máy
• 4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ - MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH ĐẦU IN
• 4.1. Phương án thiết kế
• 4.2. Mô hình hóa ý tưởng thiết kế
• 4.3. Mô phỏng và phân tích đầu in
• 4.3.1. Mô phỏng tĩnh học
• 4.3.2. Phân tích chuyển vị
• 4.3.3. Mô phỏng Modal Analsys
• 5. CHƯƠNG 5: GIA CÔNG VÀ CHẾ TẠO ĐẦU IN
• 5.1. Phương pháp gia công
• 5.1.1. Tổng quan về phương pháp gia công điện cực EDM
• 5.2. Chế tạo đầu in
• 5.3. Nhận và kiểm tra các chi tiết đã gia công, sau đó tiến hành điều chỉnh
• 6. CHƯƠNG 6: THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẦU IN
• 6.1. Lắp ráp các chi tiết theo các bản vẽ (bản vẽ lắp)
• 6.2. Gá đặt thử nghiệm
• 6.3. Kiểm tra và chạy mẫu sản phẩm
• 7. CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 7.1. Điểm mới/giá trị thực của đề tài
• 7.2. Những tồn tại (nếu có)
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về thiết kế mô hình máy in 3D tích hợp công nghệ FDM và VAM

Thiết kế mô hình máy in 3D tích hợp công nghệ FDM và VAM đang trở thành xu hướng trong ngành công nghệ chế tạo. Công nghệ in 3D FDM (Fused Deposition Modeling) cho phép tạo ra các sản phẩm từ nhựa bằng cách đùn vật liệu qua đầu in. Trong khi đó, VAM (Vibration-Assisted Machining) giúp cải thiện chất lượng bề mặt và độ chính xác của sản phẩm. Việc kết hợp hai công nghệ này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn mở ra nhiều ứng dụng mới trong sản xuất.

1.1. Ứng dụng của công nghệ in 3D trong thiết kế

Công nghệ in 3D FDM đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như y tế, xây dựng và sản xuất linh kiện. Việc sử dụng máy in 3D giúp tiết kiệm thời gian và chi phí sản xuất, đồng thời tạo ra các sản phẩm có độ chính xác cao.

1.2. Lợi ích của việc tích hợp VAM vào máy in 3D

Tích hợp VAM vào máy in 3D giúp cải thiện đáng kể chất lượng bề mặt sản phẩm. Công nghệ này giảm thiểu hiện tượng hình thành ba- via và tăng độ bền cho các chi tiết in 3D, từ đó nâng cao tuổi thọ của máy.

II. Thách thức trong thiết kế mô hình máy in 3D tích hợp FDM và VAM

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc thiết kế mô hình máy in 3D tích hợp FDM và VAM cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ chính xác trong gia công, sự tương thích giữa các công nghệ và vật liệu sử dụng là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Độ chính xác trong quá trình in 3D

Độ chính xác là yếu tố quan trọng trong thiết kế máy in 3D. Việc đảm bảo độ chính xác trong từng bước của quy trình in sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm cuối cùng.

2.2. Sự tương thích giữa FDM và VAM

Sự kết hợp giữa FDM và VAM đòi hỏi phải có sự nghiên cứu kỹ lưỡng về tính tương thích của các vật liệu và công nghệ. Việc này giúp đảm bảo rằng các sản phẩm in ra đạt được chất lượng tốt nhất.

III. Phương pháp thiết kế mô hình máy in 3D tích hợp FDM và VAM

Để thiết kế mô hình máy in 3D tích hợp FDM và VAM, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu và thực nghiệm. Việc sử dụng phần mềm CAD/CAE để mô phỏng và phân tích là rất cần thiết trong quá trình này.

3.1. Sử dụng phần mềm CAD CAE trong thiết kế

Phần mềm CAD/CAE giúp tạo ra các mô hình 3D chính xác và hỗ trợ trong việc phân tích độ bền và khả năng làm việc của máy in. Điều này giúp tối ưu hóa thiết kế trước khi tiến hành sản xuất thực tế.

3.2. Thực nghiệm và đánh giá mô hình

Sau khi thiết kế, việc thực nghiệm và đánh giá mô hình là rất quan trọng. Các thử nghiệm sẽ giúp xác định hiệu suất của máy in và khả năng ứng dụng trong thực tế.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn của máy in 3D tích hợp FDM và VAM

Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình máy in 3D tích hợp FDM và VAM có khả năng tạo ra các sản phẩm chất lượng cao với tốc độ in nhanh hơn. Các ứng dụng thực tiễn của máy in này đã được thử nghiệm trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

4.1. Ứng dụng trong ngành y tế

Máy in 3D tích hợp FDM và VAM đã được sử dụng để sản xuất các bộ phận y tế như mô hình phẫu thuật và thiết bị hỗ trợ điều trị. Điều này giúp nâng cao hiệu quả trong việc điều trị và phục hồi cho bệnh nhân.

4.2. Ứng dụng trong sản xuất công nghiệp

Trong sản xuất công nghiệp, máy in 3D này giúp tạo ra các linh kiện phức tạp với độ chính xác cao. Việc này không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của máy in 3D tích hợp FDM và VAM

Máy in 3D tích hợp công nghệ FDM và VAM hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cơ hội mới trong ngành công nghiệp chế tạo. Với những ưu điểm vượt trội, công nghệ này có thể mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu và ứng dụng trong tương lai.

5.1. Triển vọng phát triển công nghệ in 3D

Công nghệ in 3D sẽ tiếp tục phát triển và cải tiến, mở rộng khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Việc nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới sẽ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất.

5.2. Tác động đến nền kinh tế và xã hội

Sự phát triển của máy in 3D tích hợp FDM và VAM sẽ có tác động tích cực đến nền kinh tế và xã hội. Công nghệ này không chỉ tạo ra việc làm mà còn thúc đẩy sự đổi mới sáng tạo trong sản xuất.