Tài liệu Máy in 3d pha màu từ 3 màu cơ bản

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