BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI
BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG
MÁY IN 3D PHA MÀU TỪ 3 MÀU CƠ BẢN
Mã số: TR:2020-28/KCN-SV
Chủ nhiệm đề tài: Mai Quốc Duy
Đồng Nai, tháng 5 năm 2021
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI
BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG
MÁY IN 3D PHA MÀU TỪ 3 MÀU CƠ BẢN
Mã số: TR:2020-28/KCN-SV
Chủ nhiệm đề tài
Mai Quốc Duy
Đồng Nai, tháng 5 năm 2021
DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
STT
Họ và tên
Chức vụ
1
Mai Quốc Duy
Sinh viên
2
Võ Thanh Tùng
Giảng viên
3
Nguyễn Thị Hiền
Giảng viên
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................. i
DANH MỤC HÌNH ẢNH .............................................................................................. ii
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..................................................................... iii
Chương 1. MỞ ĐẦU .......................................................................................................1
1.1 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu ............................................................................1
1.2 Tính cấp thiết .............................................................................................................1
1.3 Mục tiêu ..................................................................................................................... 1
1.4 Cách tiếp cận ..............................................................................................................2
1.5 Phương pháp nghiên cứu ...........................................................................................2
1.6 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................. 2
1.7 Nội dung nghiên cứu..................................................................................................2
1.8 Kế hoạch thực hiện đề tài ..........................................................................................3
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ IN 3D HIỆN NAY ............................................................4
2.1 Công nghệ in 3D chính ..............................................................................................4
2.2 So sánh đặc điểm của mỗi công nghệ in ....................................................................4
2.3 Máy in 3D dùng công nghệ FMD .............................................................................. 5
2.4 Nguyên lý hoạt động của máy in 3D với công nghệ FDM ........................................5
3.1
Khung máy in .........................................................................................................7
3.2 Endstop – cảm biến nhiệt độ ...................................................................................... 7
3.3 Cảm biến nhiệt độ ...................................................................................................... 8
3.4 Bộ đùn, bộ tời và nhựa in........................................................................................... 8
3.5 Nhựa in 3D ...............................................................................................................12
3.6 Bàn nhiệt .................................................................................................................. 12
3.7
Động cơ bước .......................................................................................................13
3.8
Module điều khiển công suất RAMPS 1.4 ...........................................................14
3.9
Module LCD 12864/SD card ...............................................................................16
3.10 Bộ xử lý trung tâm Arduino Mega 2560 ...............................................................16
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ LẮP ĐẶT ............................................................................. 18
4.1
Lắp đặt phần cứng ................................................................................................18
4.2 Cài đặt phần mềm .................................................................................................... 21
4.2.1 Hệ trộn màu ..........................................................................................................21
4.2.2 Cài đặt in ấn loại 1 màu, 2 màu hay 3 màu...........................................................22
4.3 Sản phẩm đạt được...................................................................................................29
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................31
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................32
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DLP: Digital Light Processing
Xử lý ánh sáng kỹ thuật số
SLA: Stereolithography
FDM: Fused deposition modeling
In nổi bằng laser
Tạo vật in bằng phương pháp đùn nhựa theo
từng lớp kết dính với nhau
Sử dụng laser làm cứng và nối các hạt nhỏ thành
từng lớp chồng lớp
SLS: Selective Laser Sintering
i
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Cấu trúc tổng quát của máy in 3D FMD
Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động của máy in 3D FMD
Hình 3.1: Khung máy thiết kế 3D
Hình 3.2: Endstop cho máy in 3D
Hình 3.3: Cảm biến nhiệt độ NTC 100K
Hình 3.4: Bộ đùn nhựa J-Heat
Hình 3.5: Ống tản nhiệt
Hình 3.6: Lõi dẫn nhựa
Hình 3.7: Giá đỡ dẫn nhiệt
Hình 3.8: Đầu nung nhựa
Hình 3.9: Đầu đùn nhựa
Hình 3.10: Đầu nối Teflon
Hình 3.11: Một số chi tiết của bộ tời nhựa
Hình 3.12: Nhựa in 3D
Hình 3.13: Bàn nhiệt MK3
Hình 3.14: Động cơ lưỡng cực 2 pha
Hình 3.15: Driver A4988
Hình 3.16: Module RAMPS 1.4
Hình 3.17: Module LCD12864
Hình 3.18: Arduino Mega 2560
Hình 4.1: Khung máy in sau khi lắp xong
Hình 4.2: Mặt trước máy in
Hình 4.3: Mặt trên máy in
Hình 4.4: Mặt sau máy in
Hình 4.5: Mô phỏng hệ thống trộn màu
Hình 4.6: Hình mô phỏng sau khi cài đặt chia 1 màu
Hình 4.7: Hình ảnh mô phỏng sau khi cài đặt chia 2 màu
Hình 4.8: Sản phẩm mô phỏng chia 3 màu
Hình 4.9: Bước 1 của chỉnh màu trước khi in
Hình 4.10: Bước 2 của chỉnh màu trước khi in
Hình 4.11: Bước 3 của chỉnh màu trước khi in
Hình 4.12: Bước 4 của chỉnh màu trước khi in
Hình 4.13: Bước 5 của chỉnh màu trước khi in
Hình 4.14. Máy in 3D đang in hình con tắc kè
Hình 4.15: Một số sản phẩm khác
ii
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG
1. Thông tin chung:
- Tên đề tài: Máy in 3D pha màu từ 3 màu cơ bản
- Mã số: TR:2020-28/KCN-SV
- Chủ nhiệm đề tài: Mai Quốc Duy
Điện thoại: 0981 380 943
Email:
[email protected]
- Đơn vị quản lý về chuyên môn: Khoa Công nghệ
- Thời gian thực hiện: Từ tháng 7 năm 2020 đến tháng 3 năm 2021
2. Mục tiêu: Chế tạo ra máy in 3D 3 màu có nhiều ưu điểm mà giá thành phải chăng.
3. Nội dung chính: thiết kế khung máy in, lắp ráp phần cứng của máy in, cài đặt phần
mềm cho máy in, vận hành máy in.
4. Kết quả chính đạt được (khoa học, đào tạo, kinh tế - xã hội, ứng dụng, ...)
- Chế tạo thành công máy in 3D có thể in sản phẩm có 1 màu, 2 màu hoặc 3 màu. Máy in
sản xuất ra các vật thể có nhiều hình dạng, kích thước, màu sắc khác nhau đáp ứng nhu
cầu của người dùng.
- Tạo môi trường học tập và nghiên cứu cho người học và giảm chi phí cho nhà trường.
- Sản phẩm mà máy in tạo ra là những vật dụng thông dụng cần thiết hoặc những đồ chơi
cho trẻ nhỏ thân thiện với môi trường.
iii
Máy in 3D pha màu từ 3 màu cơ bản
Chương 1. MỞ ĐẦU
1.1 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu
Qua tìm hiểu, thấy in 3D là công nghệ rất hay, mới mẻ và được các nước trên thế giới
làm thành công ở nhiều lĩnh vực như y tế, giáo dục, quân sự… Ở trong nước, chỉ có nhập
linh kiện, máy móc về lắp ráp để sản xuất. Ở một số nơi đã triển khai, tuy nhiên lại chưa
áp dụng rộng rãi do giá thành khá cao.
Máy in 3D có chức năng tạo ra vật phẩm thật ba chiều bằng cách xây dựng nó theo
từng lớp, cho đến khi toàn bộ vật thể được hoàn tất.
Vật liệu in 3D có thể là nhựa PLA, ABS, Lylon, Flexible, Wood, giấy, bột, polymer,
kim loại, đặc biệt là socola, kem, các vật liệu này có đặc điểm là có sự kết dính với nhau
để vật liệu lớp bên trên có thể kết dính với lớp bên dưới.
Đối với in 3D, cảm hứng sáng tạo là vô tận, tất cả những gì bạn cần là một ý tưởng
tuyệt vời.
Với mục đích đem công nghệ in 3D gần hơn với người Việt Nam, và tạo nên sản
phẩm in 3D là đồ chơi trẻ em có giá rẻ trên thị trường nên nhóm đã bắt tay vào nghiên
cứu chế tạo máy in chi tiết nhựa 3D pha màu từ 3 màu cơ bản phục vụ sản xuất ra vật
dụng bất kỳ hoặc đồ chơi trẻ em.
1.2 Tính cấp thiết
Một số máy in 3D có giá thành rẻ thì lại có một số nhược điểm như:
-
Khi máy hoạt động thường có độ rung nên giảm độ chính xác.
-
Khối lượng các cơ cấu đi động lớn, nên tốc độ in không cao và gây ồn.
-
Tốc độ in không cao.
-
Vật thể in có kích thước nhỏ.
Xuất phát từ thực tế đó, nhóm tác giả mong muốn tạo ra máy in 3D có giá thành rẻ
đồng thời khắc phục được các nhược điểm trên mà vẫn tạo ra được các sản phẩm như ý
muốn.
1.3 Mục tiêu
Nghiên cứu thiết kế và thi công máy in 3D 3 màu có các ưu điểm sau:
+ Lắp ráp, căn chỉnh và bảo dưỡng dễ dàng.
+ Hoạt động êm, ít rung, tốc độ cao và chính xác.
+ Có thể in được vật in có chiều cao lớn.
1
Máy in 3D pha màu từ 3 màu cơ bản
+ Bàn nhiệt (nơi đặt vật in) không di chuyển trong suốt quá trình in nên vật in được
giữ chắc chắn hơn.
+ Khung bệ chắc chắn
+ Giá thành thấp
1.4 Cách tiếp cận
Nghiên cứu tài liệu, thiết kế khung máy in, làm khung máy in, hoàn thiện phần cứng máy
in, cài đặt phần mềm, vận hành máy in, hoàn thiện máy in.
1.5 Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu kỹ tài liệu online, bài báo khoa học liên quan đến đề tài nghiên cứu.
Tham khảo ý kiến của các đồng nghiệp.
Thiết kế mô hình 3D của máy in.
Thi công khung máy in.
Lắp ráp, hoàn thiện phần cứng của máy in.
Cài đặt phần mềm cho máy in.
Chạy thử và hoàn thiện máy in
Viết toàn văn đề tài
1.6 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Tìm hiểu cách thiết kế máy in 3D, cách chọn vật liệu làm khung máy in.
Đọc tài liệu hướng dẫn cách lắp ráp khung máy in.
Tìm hiểu cách gắn các thiết bị như hệ trộn màu, đầu đùn, bàn gia nhiệt…
Tìm hiểu cách thiết lập để thực hiện pha màu để có sản phẩm là một màu, hai màu hoặc 3
màu.
Tìm hiểu cách chọn vật cần in và chọn màu cho vật cần in.
Tìm hiểu viết code cho Arduino mega 2560
1.7 Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu phương pháp lập trình cho Arduino mega 2560.
Nghiên cứu cách lắp ráp khung máy in sao cho cân bằng, chính xác.
Nghiên cứu phương pháp pha màu từ 1 màu, 2 màu hoặc 3 màu và cách cài đặt các thông
số cho phù hợp nhất.
Nghiên cứu cách tạo file dữ liệu cho máy in.
Nghiên cứu cách vận hành máy in
2
Máy in 3D pha màu từ 3 màu cơ bản
1.8 Kế hoạch thực hiện đề tài
STT
Nội dung công việc
Kết quả đạt được
(1)
(2)
(3)
Bản đề cương
Thời gian bắt đầu,
kết thúc
(4)
1
Nghiên cứu tài liệu
2
Làm khung máy in
3
Làm bo mạch
4
Gắn thiết bị
5
Cài đặt phần mềm
Phần mềm chạy tốt
2/2021 đến 3/2021
6
Hoàn thiện máy in
Máy in vận hành tốt
3/2021
7
Viết toàn văn đề tài
Cuốn báo cáo
3/2021 đến 4/2021
Bản vẽ khung máy
Khung máy đúng bản
thiết kế
Bo vi xử lý
Gắn đúng vị trí và
đảm bảo chắc chắn
11/2020 đến 12/2020
12/2020 đến 1/2021
1/2021 đến
2/2021
2/2021
3
Máy in 3D pha màu từ 3 màu cơ bản
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ IN 3D HIỆN NAY
2.1 Công nghệ in 3D chính
- Công nghệ in DLP SLA (Resin)
Là tên gọi chung của một loạt công nghệ in 3D dựa trên loại mực in 3D resin lỏng. Gồm
có công nghệ SLA, DLP và IN 3D liên tục.
Dòng máy in 3D SLA/DLP có độ phân giải cao, rất phù hợp trong việc in những mô hình
nữ trang (dây chuyền, nhẫn, vòng, ...) hoặc đồ thủ công mỹ nghệ (mặt bích họa, đồ trang
trí, tượng người thu nhỏ, ...)
Đặc biệt, do có lợi thế về chất lượng tạo mẫu, máy này được khá nhiều công ty dùng in
các mô hình đồ chơi độc và lạ, quà tặng sáng tạo, tượng các con vật, tượng nghệ thuật…
in 3D đồ trang sức là phương pháp tạo mẫu nhanh, tiết kiệm và chuyên nghiệp mà những
người đang công tác trong ngành sản xuất kim hoàn thường đưa vào ứng dụng.
- Công nghệ FDM (đùn nhựa)
Các máy in FDM còn được gọi là Máy in 3D cá nhân – Desktop 3D Printer.
Đây là những dòng máy in 3D giá rẻ rất phù hợp với thị trường Việt Nam, phù hợp với
nhu cầu cá nhân lẫn doanh nghiệp.
Từ công nghệ FDM, có thể ứng dụng tạo ra các máy in 3D khổng lồ với mọi kích thước
và những chiếc máy in cỡ bự có thể tạo mẫu những mô hình rất lớn, thường dùng trong
các dự án thiết kế phát triển sản phẩm mẫu ở kích thước thực.
Công nghệ SLS
SLS là công nghệ in sử dụng tia laser chiếu lên các lớp bột (kim loại hoặc polymer) làm
chúng nóng chảy và kết dính với nhau tạo nên hình khối vật thể.
2.2 So sánh đặc điểm của mỗi công nghệ in
- Ưu điểm:
Công nghệ in 3D RESIN cho ra sản phẩm có độ mịn cao nhất.
Công nghệ in 3D FDM giá rẻ, dễ sử dụng. in được các mẫu khổng lồ!
Công nghệ in 3D SLS không ngại vật thể có hình dáng phức tạp. Và là công nghệ in 3D
màu full color hiệu quả nhất.
- Nhược điểm:
Quy trình in resin phức tạp, chỉ nên dùng để in các mẫu bé và tinh xảo.
In 3D FMD có độ mịn không cao, khó in các mẫu phức tạp
Quy trình in SLS tốn kém và cần đầu tư nhiều thiết bị hỗ trợ
4
Máy in 3D pha màu từ 3 màu cơ bản
- Ứng dụng:
3D RESIN dung tạo mẫu 3D đồ trang sức, nha khoa, mô hình minature
FDM có tầm ứng dụng rất rọng, hầu như mọi lĩnh vực đều có thể áp dụng tốt.
In 3D SLS dùng trongtTạo mẫu chi tiết máy, sa bàn, kiến trúc, in 3D tượng người.
Từ những đặc điểm trên của từng công nghệ in 3D mà người dung lựa chọn cho mình
một dòng máy in với công nghệ một cách tương ứng.
2.3 Máy in 3D dùng công nghệ FMD
Cấu trúc tổng quát của máy in 3D công nghệ FMD như hình 1.
Hình 2.1: Cấu trúc tổng quát của máy in 3D FMD
Máy in FDM sẽ nung nóng chảy và đùn sợi dây nhựa theo từng lớp một tạo thành mô
hình (vật cần in).
Đây là thiết bị cơ điện tử với cấu kiện cơ khí và các bo mạch chấp hành. Vi xử lý máy in
3D nhận lệnh từ máy tính thông qua cáp USB, thẻ nhớ, Wifi, ... Nó trực tiếp điều khiển
động cơ, đầu phun, … một cách tuần tự tạo ra các lớp in 3 chiều.
2.4 Nguyên lý hoạt động của máy in 3D với công nghệ FDM
Nguyên lý hoạt động của máy in 3D công nghệ FDM: Máy in 3D dùng công nghệ FDM
xây dựng mẫu bằng cách đùn nhựa nóng chảy rồi hoá rắn từng lớp tạo nên cấu trúc chi
tiết dạng khối. Vật liệu sử dụng ở dạng sợi có đường kính từ 1.75 – 3mm, được dẫn từ
một cuộn tới đầu đùn mà chuyển động điều khiển bằng động cơ servo. Khi sợi được cấp
tới đầu đùn nó được làm nóng sau đó nó được đẩy ra qua vòi đùn lên mặt phẳng đế.
5
Máy in 3D pha màu từ 3 màu cơ bản
Trong máy in 3D (FDM) vật liệu nóng chảy được đẩy ra, đầu đùn sẽ di chuyển một biên
dạng 2D. Độ rộng của đường đùn có thể thay đổi trong khoảng từ (từ 0,193mm đến
0,965mm) và được xác định bằng kích thước của miệng đùn. Miệng của vòi đùn không
thể thay đổi trong quá trình tạo mẫu, vì thế cần phân tích các mô hình tạo mẫu trước khi
chọn vòi đùn thích hợp.
Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động của máy in 3D FMD
Từ máy in 3D (FDM) lớp vật liệu nóng chảy được đùn ra nó nguội nhanh trong khoảng
1/10(s) và đông cứng lại. Khi một lớp được phủ hoàn thành trên mặt phẳng thì sẽ di
chuyển sang một lớp khác mỏng thông thường từ 0,178mm đến 0,356mm và quá trình
được lặp lại cho đến khi tạo xong sản phẩm.
Về vật liệu tạo mẫu khá đa dạng: Trong công nghệ tạo mẫu nhanh FDM, đường kính đùn
ra từ vòi phun nằm trong khoảng 0,25-1mm, vì vậy hầu hết các loại vật liệu nhiệt dẻo đều
có thể dáp ứng được với việc thay đổi kích thước. Ngoài ra, cùng một loại vật liệu nhưng
có thể sử dụng nhiều màu sắc khác nhau để tạo ra những chi tiết yêu cầu nhiều màu sắc.
Công nghệ tạo mẫu nhanh FDM tạo cơ tính tốt cho vật liệu tạo mẫu là nguyên nhân cơ
bản dẫn đến sự phát triển nhanh chóng của công nghệ này, bởi vì nó đáp ứng tối đa các
yêu cầu đa dạng của người sử dụng vật liệu.
6
Máy in 3D pha màu từ 3 màu cơ bản
CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ ĐƯỢC LỰA CHỌN CHO MÁY
3.1 Khung máy in
Từ mục tiêu và tính toán sao cho phù hợp, nhóm đã chọn nhôm định hình và nhựa kết
nối để hoàn thiện khung của máy in như hình sau đây:
Hình 3.1: Khung máy thiết kế 3D
Máy được ghép từ những cây nhôm định hình kết nối bằng ke góc nhôm 90 độ làm giá đỡ
chính cho các chi tiết. Bộ phận truyền động trục Z là trục vít-me đai ốc trượt song song
với ty trượt có gắn ổ bi trượt để tăng sự chắc chắn. Hai trục X, Y có cấu trúc tương tự
nhau là hai thanh ty trượt có gắn ổ bi trượt được truyền động bằng dây đai răng GT2. Các
chi tiết nhựa (được thiết kế và in với máy in 3D) và các chi tiết mica (được cắt bởi máy
cắt Lazer) có nhiệm vụ làm giá đỡ, liên kết các chi tiết khác với nhau.
3.2 Endstop – cảm biến nhiệt độ
Endstop cơ:
Hình 3.2: Endstop cho máy in 3D
7
Máy in 3D pha màu từ 3 màu cơ bản
Endstop được lắp đặt ở một vị trí thích hợp trên trục X, Y và Z với nhiệm vụ báo cho bộ
điều khiển biết đó là điểm giới hạn (chiều dài tối đa của hành trình trục) hay điểm bắt
đầu, điểm gốc của trục (điểm gốc 0 trong hành trình trục).
Đặc điểm nổi bật:
+ Là phương án Endstop rẻ nhất khi thiết kế máy in 3D và CNC mini
+ Đơn giản, không cần thêm mạch xử lý tín hiệu
+ Độ tin cậy cao (có thể lên tới 1 triệu lần đóng/cắt)
3.3 Cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt độ là thành phần không thể thiếu trên các máy in 3D. Các cảm biến này
giúp bộ điều khiển theo dõi nhiệt độ đầu đùn cũng như nhiệt độ bàn nhiệt. Nếu một trong
hai nhiệt độ trên không được đo chính xác thì quá trình in sẽ không được như ý muốn,
chất lượng sản phẩm in sẽ giảm, thậm ý không in được.
Hiện nay các máy in 3D thường sử dụng giải pháp cảm biến nhiệt độ bằng các nhiệt điện
trở NTC 100k. Giải pháp này có ưu điểm là giá thành rẻ, trong khi đó nhiệt điện trở có độ
bền cao. Ngoài máy in 3D, cảm biến còn được sử dụng trong các thiết bị gia dụng (bếp
từ…), thiết bị văn phòng (máy photocopy…), các thiết bị điều khiển nhiệt độ…
Hình 3.3: Cảm biến nhiệt độ NTC 100K
Điện trở tại 25°C: 100K
Hệ số Beta: B25/50 = 3950K
Sai số: ± 1%
Khoảng nhiệt độ đo được: -40°C ~ +300°C
Đường kính cảm biến: 1.05 mm
3.4 Bộ đùn, bộ tời và nhựa in
Bộ đùn
8
Máy in 3D pha màu từ 3 màu cơ bản
Bộ đùn là một trong những chi tiết rất quan trọng trong máy in nhựa 3D. Nó làm nhiệm
vụ đùn nhựa đã nóng chảy ra để xây dựng vật in khi in nhưng sẽ không cho nhựa chảy ra
khi di chuyển đầu đùn qua một vị trí mới. Để làm được điều này thì bộ đùn phải có một
cấu tạo đặc biệt, chính xác và hiệu quả làm việc cao.
Hình 3.4: Bộ đùn nhựa J-Heat
Bộ đùn nhựa thường dùng cho các máy in 3D loại bàn nâng này là J-Head với 1 kim
phun cho một màu nhựa (số lượng có thể là 2, 3 hay 4 tùy theo từng loại máy và từng loại
board điều khiển công suất).
Một bộ đùn nhựa gồm có 1 đầu đùn, giá đầu đùn, ống dẫn có lõi teflon, ống tản nhiệt,
đầu nối (giắc co).
Hình 3.5: Ống tản nhiệt
Ống tản nhiệt có nhiệm vụ dẫn nhựa in ở bên trong, trên ống có các cánh tản nhiệt để
nhiệt độ ống không quá cao, nhờ vậy nhựa in mới tới được đầu đùn mà không bị biến
dạng do nhiệt ảnh hưởng từ bộ phận nung.
Hình 3.6: Lõi dẫn nhựa
9
Máy in 3D pha màu từ 3 màu cơ bản
Lõi dẫn nhựa trên bộ đầu đùn (extruder) của các máy in 3D có nhiệm vụ nối giữa đoạn
ống tản nhiệt và giá đỡ dẫn nhiệt, đồng thời cho dây nhựa in chạy qua lòng của lõi. Lõi có
thêm đoạn ống teflon lồng bên trong để đảm bảo nhựa không bị kẹt.
Hình 3.7: Giá đỡ dẫn nhiệt
Giá đỡ dẫn nhiệt được làm bằng kim loại để gắn lõi dẫn nhựa, đầu đùn nhựa, đầu nung
nhựa và cảm biến nhiệt độ (nhiệt điện trở). Nhiệt từ đầu nung truyền qua giá đỡ tới đầu
đùn nhựa làm chảy nhựa in. Nhựa in sau đó được đẩy qua lỗ nhỏ trên đầu đùn nhựa, đi ra
ngoài để in chi tiết.
Hình 3.8: Đầu nung nhựa
Đầu nung nhựa trong máy in 3D có nhiệm vụ nung nóng đầu đùn cùng với nhựa in,
chuyển nhựa in từ thể rắn sang dạng dẻo để có thể in 3D.
Hình 3.9: Đầu đùn nhựa
Đầu đùn nhựa làm nhiệm vụ đùn nhựa ở dạng dẻo ra ngoài để tạo thành chi tiết khi in.
Độ chính xác của đầu đùn ảnh hưởng lớn tới chất lượng vật thể sau khi in 3D.
10
Máy in 3D pha màu từ 3 màu cơ bản
Hình 3.10: Đầu nối Teflon
Đầu nối ông teflon dùng để nối ống teflon với bộ đùn nhựa (extruder) và với bộ tời
nhựa. Cấu tạo ngàm bên trong đầu nối giúp ống dẫn teflon không bị tuột ra trong quá
trình máy hoạt động.
Bộ tời nhựa
Bộ tời nhựa làm nhiệm vụ đẩy nhựa in vào ống dẫn teflon bằng động cơ bước và với
sức ép của nhựa thì nhựa nóng chảy sẽ được đùn ra ngoài đầu đùn.
Các bộ phận chính của bộ tời gồm có động cơ có gắn puly tời nhựa, giá bộ tời nhựa
(được thiết kế và in 3D), bạc đạn giúp puly ma sát tốt với sợi nhựa và một số chi tiết khác
như lò xo, đầu nối teflon, ống dẫn nhựa in teflon.
Hình 3.11: Một số chi tiết của bộ tời nhựa
11
Máy in 3D pha màu từ 3 màu cơ bản
- Một bộ tời nhựa hoàn chỉnh gồm có Puly tời nhựa, bạc đạn rãnh, đầu nối Teflon, lò
xo, ống Teflon.
- Nhẹ và gọn
- Hỗ trợ cả đùn gián tiếp và trực tiếp
- Khả năng tương thích mạnh (có thể được sử dụng với tất cả các sợi nhựa 1.75mm và
3mm trên thị trường và đặc biệt tốt khi sử dụng với nhựa TPU)
3.5 Nhựa in 3D
Hình 3.12: Nhựa in 3D
Nhựa in là một thành phần quan trọng trong quá trình in 3D, quyết định đến chất lượng
vật in và ảnh hưởng tới chu kỳ bảo dưỡng cũng như tuổi thọ của máy in 3D.
Nhựa in sạch, không lẫn tạp chất, giúp bảo vệ đầu đùn nhựa không bị tắc. Sai số kích
thước sợi nhựa nhỏ, nguyên liệu đầu vào chất lượng cao giúp đảm bảo chất lượng vật in
đẹp, kết dính tốt.
Hiện nay có hai loại nhựa in phổ biến cho máy in nhựa 3D là nhựa ABS và PLA với hai
kích thước phổ biến là 1.75mm và 3.0mm. Mỗi loại nhựa in đều có ưu và nhược điểm
riêng, tùy theo nhu cầu mà ta có thể chọn loại nhựa phù hợp. Khi thay đổi loại nhựa in ta
cần điều chỉnh các thông số cho phù hợp cho từng loại nhựa in.
3.6 Bàn nhiệt
Làm nóng nền bề mặt khu vực in giúp cải thiện chất lượng in, ngăn ngừa tình trạng
cong vênh vật in hoặc vật in không bám dính tốt với mặt phẳng bàn in.
Bàn nhiệt có cấu tạo là những đường đồng ziczac xen kẽ nhau nối với nguồn để sinh
nhiệt nung nóng bàn in. Có thể sử dụng bàn nhiệt làm từ phíp PCB in mạch (thường gọi
là MK2b), tuy nhiên bàn nhiệt loại này thường hay bị cong vênh do tác động của nhiệt
trong thời gian dài.
12