TÊN ĐỒ ÁN: ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY IN 3D THEO CÔNG NGHỆ FDM - ĐHGTVT.

Mã đồ án CKTN00000077
Dữ liệu: khodoankythuat.vn
Mô tả đồ án

     Đồ án có dung lượng 850MB. Bao gồm đầy đủ các file như: File bản vẽ cad 2D, 3D (Bản vẽ các loại chi tiết 2D, 3D, bản vẽ lắp tổng thể, bản vẽ cụm đầu phun, bản vẽ tấm đỡ bàn máy, bản vẽ tấm đỡ gia nhiệt, bản vẽ tấm nâng trục, bản vẽ tấm đỡ trục, bản vẽ giá đỡ động cơ, bản vẽ bộ rời nhựa, bản vẽ chi tiết căng đai, bản vẽ ke góc…); file word (Bản thuyết minh, phần mềm điều khiển, bản trình chiếu Powerpoint). Ngoài ra còn cung cấp rất nhiều các tài liệu chuyên ngành, các tài liệu phục vụ cho thiết kế đồ án, thư viện chi tiết tiêu chuẩn, video............ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY IN 3D THEO CÔNG NGHỆ FDM.

Giá: 650,000 VND
Nội dung tóm tắt

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU.

Chương I: TỔng quan vỀ công nghỆ in 3D và các Ứng dỤng.

1.1. In 3D và ứng dụng thực tế.

1.2. Các công nghệ in 3D phổ biến.

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

1.2.2. Phương pháp phun nhiều lớp FDM (Fused Deposition Modeling ).

1.2.3. Phương pháp thiêu kết bằng Laser SLS (Selective Laser Sintering).

1.2.4. Công nghệ Polyjet.

Chương II: lỰa chỌn công nghỆ và thiẾt kẾ máy in 3D theo công nghỆ FDM.

2.1.Cơ sơ lựa chọn công nghệ thiết kế máy in 3D.

2.2. Tính toán thiết kế phần cơ khí của máy.

2.2.1. Thiết kế khung máy.

2.2.2.Tính toán chọn động cơ và dẫn động các trục chuyển động của máy.

2.3. Nghiên cứu lựa chọn các chi tiết bộ phận in.

2.4. Nghiên cứu lựa chọn phần cứng chính của máy in 3D.

Chương III: Nghiên cỨu cài đẶt mẠch điỀu khiỂn và tẠo chương trình điỀu khiỂn máy in.

3.1. Thiết lập firmware Marlin cho máy in 3D.

3.1.1. Download Marlin và trình biên dịch Arduino.

3.1.2. Thiết lập Marlin.

3.2. Phần mềm cài đặt thông số in 3D CURA.

3.2.1. Cài đặt Cura.

3.2.2. Hướng dẫn sử dụng Cura.

Chương IV: xây dỰng phương án chẾ tẠo lẮp ráp máy in.

4.1. Chuẩn bị linh kện lắp ráp máy in.

4.2. Quy trình lắp ráp khung máy.

KẾT LUẬN.

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

DANH SÁCH HÌNH ẢNH

Hình 1.1: In 3D đáp ứng những đòi hỏi về màu sắc vật liệu hết sức đa dạng.

Hình 1.2: In 3D giúp truyền đạt thuyết kế.

Hình 1.3: In 3D giúp giảm chi phí tiếp thị sản phẩm.

Hình 1.4: In 3D hỗ trợ kiểm tra sản phẩm.

Hình 1.5: In 3D ứng dụng trong khuôn mẫu.

Hình 1.6: Chế tạo động cơ phản lực nhờ công nghệ in 3D.

Hình 1.7: Chi tiết cánh tua-bin được chế tạo bởi công nghệ in 3D (LMD) và phương pháp gia công trên máy CNC 5 trục.

Hình 1.8: Đường nước làm mát hình xoắn ốc phức tạp của lõi khuôn được tạo ra nhờ công nghệ in 3D.

Hình 1.9: In 3D giúp tạo ra các mô hình y học phục vụ nghiên cứu học tập.

Hình 1.10: Cung cấp các bộ phận cấy ghép cho con người.

Hình 1.11: In 3D hỗ trợ điều trị gãy xương và chế tạo bộ phận giả cho con người.

Hình 1.12: In 3D cung cấp mô hình triển lãm.

Hình 1.13: Bản sao bức tượng được tạo ra nhờ in 3D.

Hình 1.14: In 3D góp phần tạo ra xu hướng mới cho ngành thời trang.

Hình 1.15: In 3D cung cấp mô hình trực quan là công cụ học tập hiệu quả cho sinh viên.

Hình 1.16: Sơ đồ nguyên lý công nghệ SLA.

Hình 1.17: cấu tạo hệ thống FDM.

Hình 1.18: Nguyên lý hoạt động của FDM.

Hình 1.19: Máy in 3D SLS.

Hình 1.20: Sơ đồ nguyên lý SLS.

Hình 1.21: Sơ đồ nguyên lý Polyjet.

Hình 2.1: Máy FlashForge.

Hình 2.2: Máy Rerap Prusa i3.

Hình 2.3: Máy Ultimaker 2.

Hình 2.4: Máy Delta Rostock.

Hình 2.5:Dạng máy Cartesian.

Hình 2.6: Dạng máy delta.

Hình 2.7: Dạng máy Polar.

Hình 2.8: Mẫu nhôm lựa chọn làm cơ sở thiết kế khung máy.

Hình 2.9: Ke góc vuông và con chạy.

Hình 2.10: Ray trượt tròn.

Hình 2.11: Bạc trượt SC và LMF.

Hình 2.12: Giá đỡ trực trơn SK.

Hình 2.13: Kết cấu khung dưới và bàn máy.

Hình 2.14: Kết cấu khung trên và cụm nâng đầu in.

Hình 2.15: Kết cấu khung máy hoàn chỉnh.

Hình 2.16: Bộ truyền vít me M8.

Hình 2.17: Đai răng GT2 bước 2mm và puly.

Hình 2.18: Thành phần khung dẫn nhựa MK8.

Hình 2.19: Khung dẫn nhựa MK8 gắn cùng động cơ trên giá.

Hình 2.20: Bộ đầu phun J-head ED3-V6.

Hình 2.21: Ống tản nhiệt ED3-V6.

Hình 2.22: Giá đỡ dẫn nhiệt E3D-V6.

Hình 2.23: Lõi dẫn nhựa E3D.

Hình 2.24: Đầu đung nhựa E3D.

Hình 2.25: Đầu nung nhựa gốm Cartridge Heater.

Hình 2.26: Nhiệt điện trở loại NTC 100k.

Hình 2.27: Ống dẫn nhựa in Teflon.

Hình 2.28: Giá và quạt tản nhiệt.

Hình 2.29: Bàn gia nhiệt MK3 vuông.

Hình 2.30: Kit Arduino Mega 2560.

Hình 2.31:  Board Ramps 1.4.

Hình 2.32:  Driver A4988.

Hình 2.33: Sơ đồ kết nối vi điều khiển nói chung với A4988.

Hình 2.34:  Driver DRV8825.

Hình 2.35: Sơ đồ kết nối vi điều khiển nói chung với DRV8825.

Hình 2.36: Bộ điều khiển máy in bằng LCD và thẻ SD.

Hình 2.37: Cảm biến endstop cơ.

Hình 2.38: Nguồn 12V30A SP360-12V-360W.

Hình 2.39: Board Ramps 1.4 gắn trên Kit Arduino Mega 2560.

Hình 2.40: Sơ đồ kết nối Board Ramps 1.4 với các phần cứng khác của máy.

Hình 4.1: Máy cắt laser Fiber.

Hình 4.2: Mô hình hoàn thiện khung dưới.

Hình 4.3: Mô hình phân rã khung dưới.

Hình 4.4: Mô hình phân rã bàn máy.

Hình 4.5: Mô hình hoàn chỉnh bàn máy.

Hình 4.6: Mô hình phân rã khung trên và giá gắn đầu in.

Hình 4.7: Mô hình hoàn thiện khung trên và giá gắn đầu in

Hình 4.8: Mô hình hoàn thiện khung máy in.

LỜI NÓI ĐẦU

   Hiện nay, công nghệ in 3D đã phát triển đến mức có thể ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Chẳng hạn như trong ngành thời trang, công nghệ in 3D hứa hẹn tạo ra những mẫu quần áo phù hợp với số đo mỗi người và người sử dụng có thể tùy chỉnh bộ quần áo theo ý thích trên từng milimet một cách chính xác. Trong kỹ thuật thì in 3D giúp tạo nên các mẫu vật thể một cách nhanh chóng và chính xác. Đặc biệt trong y học đã ứng dụng rất nhiều vào việc tạo ra các mẫu bộ phận cơ thể con người, giúp cho quá trình chữa bệnh thành công hơn. Với những người khuyết tật, in 3D có thể giúp tạo ra những bộ chân tay giả với chi phí chỉ vài triệu đồng .Vì thế, với những ứng dụng rộng rãi như thế em đã lựa chọn nghiên cứu máy in 3D để thực hiện đồ án tốt của mình.

Nội dung đồ án gồm 4 phần:

Chương 1: Tổng quan về công nghệ in 3D và các ứng dụng

Chương 2: Lựa chọn công nghệ và thiết kế máy in 3D theo công nghệ FDM

Chương 3: Nghiên cứu cài đặt mạch điều khiển và tạo chương trình điều khiển máy in

Chương 4: Xây dựng phương án chế tạo lắp ráp máy in

   Những kiến thức và năng lực đạt được trong quá trình học tập tại trường sẽ được đánh giá qua đợt làm và bảo vệ đồ án tốt nghiệp. Em đã cố gắng tận dụng tất cả những kiến thức đã học ở trường cùng với sự tìm tòi nghiên cứu, để có thể hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này. Kết quả là những sản phẩm đạt được trong ngày hôm nay tuy không lớn lao nhưng nó là thành quả của 5 năm học tại trường là thành công đầu tiên của bản thân em trước khi ra trường

   Trong quá trình thực hiện đồ án chúng em đã nhận được sự giúp đỡ của Trường, Khoa, Bộ môn và đặc biệt xin chân thành cảm ơn thầy: …………. đã hướng dẫn tận tình để em có thế hoàn thành được đề tài nghiên cứu về máy in 3D. Mong rằng công nghệ in 3D tại Việt Nam trong tương lai sẽ phát triển hơn nữa để theo kịp với xu thế công nghệ in 3D thế giới.

Em xin chân thành cảm ơn!

                                                          Hà nội, ngày … tháng … năm 20...

                                                   Sinh viên thực hiện

                                                 ……………

Chương I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ IN 3D VÀ CÁC ỨNG DỤNG

1.1. In 3D và ứng dụng thực tế

Công nghệ in 3D đang ngày càng phát triển, không chỉgiúp cho việc chếtạo khuôn mẫu được chính xác và dễ dàng hơn mà còn tìm được nhiều ứng dụng trong thực tếcuộc sống.

Việc sửdụng máy móc để tạo ra các thiết bị, hay sản phẩm có cấu tạo phức tạp  không còn là mới trong các ngành công nghiệp sản xuất. Với những khuôn mẫu phức tạp thì bắt buộc phải gia công trên các máy công cụđiều khiển số CNC (Computer Numerical Control). Những thiết bị này được nghiên cứu và phát triển từ thập niên 50 và phổ biến vào những năm 80. Việc sử dụng CNC này để tạo ra các sản phẩm 3 chiều là tương đối phức tạp và đòi hỏi nhiều công đoạn ghép nối. 

Khái niệm in 3D được sử dụng đầu tiên vào những năm 80 và máy in 3D đầu tiên được phát minh vào năm 1986 bởi Charles Hull dựa trên kĩ thuật stereolithography (SLA). Để có được sản phẩm 3D cuối cùng, ngoài máy in ra còn cần thêm mô hình hay thiết kếcủa sản phẩm. Mô hình hay thiết kế sẽđược vẽ bằng 3D trên máy tính, có thểvẽbằng các phần mềm chuyên dụng hay thông qua các thiết bị Scaner (máy quét). Dựa trên yêu cầu của bản thiết kế máy in sử dụng nguyên liệu để tạo ra các lớp có độ dày khoảng 0,05 ­ 0,1mm. 

*Các xu hướng ứng dụng nổi bật:

In 3D được đánh giá là một trong 10 công nghệ tiêu biểu đến năm2020. Sở hữu nhiều tính chất ưu việt so với phương pháp tạo mẫu truyền thống, in 3D đang dần được ứng dụng rộngkhắp trongnhiều ngành sản xuất.

*Tiếp thị thị trường:

Sản phẩm in 3D hoàn toàn có khả năng thể hiện màu sắc cũng như tương quan lắp ghép. Tính trực quan của một mô hình sản phẩm rõ ràng có sức thuyết phục hơn nhiều một bản thiết kế khi trình bày với khách hàng. 

*Tạo công cụ:

In 3D được ứng dụng rất mạnh mẽ trong ngành khuôn mẫu.Đồng thời cũng là bước đột phá trong ngành giúp giảm chi phí trong việc chế tạo “mẫu” và “khuôn” vốn là việc làm tốn kém nhiều thời gian và tiền bạc, đôi lúc còn phải thực hiện thủ công.

*Thúc đẩy cách mạng hóa giáo dục:

Một số trường học vẫn đang trong giai đoạn đầu của việc áp dụng công nghệ tiên tiến này, nhưng điều thú vị vẫn còn ở phía trước. In 3D cung cấp một sốtính năng mà cóthểcách mạng hóangành giáo dục.

1.2.Các công nghệ in 3D phổ biến

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

Phương phápSLAđược phát minh tại mỹ vào năm1984. Năm1986 CharlesW.Hull thành lập công ty 3D SYSTEMS và ông là một trong những người đầu tiên phát minh ra hệ thống tạo mẫu lập thể 3D và được cấp bằng sáng chế vào năm 1986. 

Thời gian quét chùm tia laser phụ thuộc vào hình dạng hình học của những đường viền, mẫu vạch, tốc độ của tia laser và thời gian bao phủ (thời gian để một lớp của polymer sao chụp rắn lại và thời gian để lớp cuối cùng rắn lại).

Sau khi lấy chi tiết ra khỏi hệ thống SLA, chi tiết phải trải qua một loạt các quá trình hậu xử lý (post – processing). Đầu tiên, những chất polymer dư ra được làm sạch hết. Những chi tiết được làm sạch bằng những phương pháp chuẩn để bỏ đi những chất nhựa dư với:Tri – propylene Glycol Monomethyl Ether, rửa bằng nước, sau cùng rửa bằng iso–propyl alcohol, và chi tiết được làm khô trong không khí. Do tia laser không cung cấp đủ năng lượng để xử lý hoàn toàn chi tiết nên quá trình xử lý tinh chi tiết được thực hiện bằng thiết bị xử lý tinh PCA (Post – curing apparatus). PCA là một buồng với một bàn quay và những bóng đèn chiếu tia tử ngoại. Thông thường, người ta đặt chi tiết trong PCA khoảng từ 30 phút đến một giờ. Chi tiết sẵn sàng để lấy ra khỏi cơ cấu phụ trợ và để xử lý bề mặt như: Đánh bóng, mạ phủ …nếu có yêu cầu.

1.2.2.Phương pháp phun nhiều lớp FDM (Fused Deposition Modeling)

Phương pháp này được thương mại hoá bởi công ty Stratasys vào năm 1989. Sản phẩm chính của công ty là dòng máy FDM – 900, FDM – 1600 và FDM – 1650. Vật liệu sử dụng trong FDM là các loại nhựa nhiệt dẻo: ABS, polyamid, nylon, sáp.

1.2.3.Phương pháp thiêu kết bằng Laser SLS (Selective Laser Sintering)

Phương pháp này được phát minh bởi Carl Deckard vào năm 1986 của trường đại học Texas và được bằng sáng chế 1989, đưa ra thị trường bởi tập đoàn DTM (được thành lập 1987). Thiết bị đầu tiên được thương mại hóa vào 1992. Đây là một trong những phương pháp đầu tiên và được công nhận sau SLA.

1.2.4.Côngnghệ Polyjet

Đây là phương pháp tạo mẫu mới nhất, dựa trên những sáng chế của các nhà khoa học. Phương pháp in 3D Polyjet được thương mại hóa độc quyền bởi hãng Stratasys với dòng máy in Objet của hãng. 

Chương II: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ MÁY IN 3D THEO CÔNG NGHỆ FDM

2.1. Cơ sơ lựa chọn công nghệ thiết kế máy in 3D

Căn cứ vào các công nghệ in 3D đã được tìm hiểu ở phần trước và yêu cầu của đề tài tìm hiểu nghiên cứu máy in 3D mini phù hợp với khả năng tiếp cận công nghệ của sinh viên. Do đó đề tài quyết định lựa chọn thiết kế máy in 3D công nghệ FDM sử dụng vật liệu nhựa ABS,PLA…trên các cơ sơ sau:

- Công nghệ đơn giản hơn các phương pháp in khác (SLA, SLA, Polyjet…) phù hợp với khả năng tiếp cận của sinh viên.

- Phần mềm điều khiển mã nguồn mở dễ dàng tiếp cận đối với đối tượng cá nhân, sinh viên (đối vơi sinh viên cơ khí không chuyên về điều khiển)…Cộng đồng in 3D đông đảo thuận lợi cho việc học hỏi trao đổi kinh nghiệm.

- Giá thành thấp, vận hành đơn giản, linh kiện sẵn có tận dụng tại chỗ (cả phần cơ khí và điều khiển…).

Dựa vào khảo sát các mẫu máy in 3D mini hiện có trên thị trường, tham khảo kết cấu của các mẫu máy kể trên và kết hợp với các kiều điện sẵn có(vật liệu, khả năng công nghệ trong chế tạo…). Để tài quyết định phương án thiết kế xây dựng khung máy dạng lắp ghép cơ sở chính là các thanh nhôm định hình cùng với các phụ kiện lắp ghép đi kèm (con chạy, ke góc…) sẵn có trên thị trường. 

2.2.Tính toán thiết kế phần cơ khí của máy

2.2.1. Thiết kế khung máy

*Lựa chọn kiểu máy: Nếu phân loại theo kết cấu chuyển động thì hiện nay phổ biến với 3 loại máy in 3D: Cartesian, Delta và Polar.

2.2.2.Tính toán chọn động cơ và dẫn động các trục chuyển động của máy

*Chọn động cơ

*Lựa chọn loại động cơ

Để thực hiện việc dẫn động cho các trục tọa độ thông thường ta sử dụng 2 loại động cơ:

Lựa chọn thông số động cơ phụ thuộc chiều dày lớp in theo yêu cầu thiết kế máy (thông số quyết định độ phân giải động cơ) và mômen xoắn cần thiết để dẫn động các trục. Để làm được điều mày thì cần căn cứ vào thông số của bộ truyền đai và vítme sử dụng để dẫn động các trục tọa độ.

Ngoài rakhác với động cơ thường, động cơ bước quay từng góc rất nhỏ (1,8/0,9…độ) ứng với mỗi tín hiệu điều khiển từmôđun A4988 hoặc DRV8825. Mỗitín hiệu nàyứng với 1 bước.

Do có nhiều thông số ẩn vì vậy căn cứ vào các dòng động cơ cỡ nhỏ sử dụng cho máy in 3D và CNC mini thông dụng ta lựa chọn sơ bộ…một số mẫu động cơ được sử dụng cho các máy in 3D thông dụng hiện nay như :

1. NEMA 1717SHD40500 

Thông số kỹ thuật:

-  Kích thước 42x42x 40 mm

- 200 bước/ chu kỳ (1,8 độ/bước)

- Dòng điện: 1.5A

- 2 pha, 4 dây

- Lực kéo: 520 N.mm

- Trục quay: D shape

2. NEMA 17 17SHD48520

Thông số kỹ thuật:

- Kích thước 42x42x48mm

- 200 bước/ chu kỳ (1,8 độ/bước)

- 2 pha, 4 dây

- Dòng điện: 1.5A

- Lực kéo: 520 N.mm

- Trục quay: D shape

3. NEMA17 42H47HM-0504A-18

Thông số kỹ thuật:

- 400 bước/ chu kỳ (0,9 độ/bước)

- Kích thước: 42x42x47 (mm)

- Mômen xoắn: 440 N.mm

- 2 pha, 4 dây

- Dòng điện: 1,5 A

- Trọng lượng: 367g

- Mã số: 42H47HM-0504A-18

Trên cơ sở các thông số cùng với thông tin tham khảo từ nhà cung cấp ta rút ra một số nhận xét như sau: động cơ 1717SHD40500 có kích thước nhỏ nhất, mômen xoắn lớn nhưng nhanh nóng (động cơ ngắn mômen lớn) để hoạt động liên tục cần được làm mát tốt. Động cơ 17SHD48520 có mômen xoắn tương đương, nhưng không nóng như loại 1717SHD40500 tuy nhiên giá thành cao hơn. Động cơ 42H47HM-0504A-18 có mômenxoắnnhỏnhấtnhưngcó độ chính xác gấp đôi 400 bước/chu kỳ (0,9 độ/bước)so với  200 bước/chu kỳ (1,8 độ/bước) của 2 loại trên, giá thành chỉ tương đương loại 1717SHD40500. Đề tài sơ bộ lựa chọn động cơ bước 42H47HM-0504A-18 ưu tiên độ chính xác của động cơ, khả năng tải của động cơ sẽ được kiểm tra sau khi thông số các bộ truyền được xác định

*Lựa chọn thông số động cơ:

Lựa chọn thông số động cơ phụ thuộc chiều dày lớp in theo yêu cầu thiết kế máy (thông số quyết định độ phân giải động cơ) và mômen xoắn cần thiết để dẫn động các trục. Để làm được điều mày thì cần căn cứ vào thông số của bộ truyền đai và vítme sử dụng để dẫn động các trục tọa độ.

*Xác định tải trọng:

Dựa vào thiết kế khung máy đã dựng toàn bộ kết cấu trục z sử dụng 0,58m nhôm hình với trọng lượng riêng 0,49(kg/m).Sơ bộ thiết kế sử dụng bộ đùn J-Head khối lượng 0,2kg. Các chi tiết ghép nối trên khung dự kiến được chế tạo từ nhôm 6061 theo tính toán khối lượng với sự hỗ trợ từ phần mềm inventor ước tính 0,3kg,1 gối SK16, 2 bạc trượt có tai LMF, cùng một số bulong M4, M5 để thực hiện lắp ghép. Ước tính tổng khối lượng mà bộ truyền vít me phải nâng không  vượt quá 2 kg. 

*Lựa chọn bộ truyền đai dẫn động bàn máy:

Thông thường động cơ NEMA17 42H47HM-0504A-18 sử dụng loại đai răng GT2 và đai MXL. Đây là các loại đai đã được tiêu chuẩn hóa đi kèm puly tiêu chuẩn dễ dàng mua được phù hợp với khả năng tiếp cận của sinh viên.So với MXL puly GT2 chống phản ứng dữ dội(anti-backlash) tốt hơn. 

*Kiểm tra độ chính xác của động cơ và bộ truyền đã chọn:

Với yêu cầu đề ra chiều dày lớp in 0,1-0,3mm.Độ chính xác của của các  trục Z, X, Y : 5; 12,5; 12,5 µm, tương ứng với dich chuyển nhỏ nhất mà các trục máy thực hiện được là: 1/200; 1/80; 1/80 mm. Động cơ NEMA17 42H47HM-0504A-18 cógóc bước: 0,90 (tức n= 400 bước trong /chu kỳ), kết hợp với thông số bước ren bộ truyền vítme là:  p=8mm.

2.4. Nghiên cứu lựa chọn phần cứng của máy in 3D

Máy in 3D truyền động bằng dây đai ăn khớp với bánh răng gắn liền với trục của động cơ bước (trục X, Y) mỗi khi động cơ bước quay thì chuyển động qua dây đai tác dụng tới trục X và Y chuyển động tịnh tiến trên trục và ổ bi (tiến hoặc lùi tùy thuộc vào động cơ quay thuận hay quay ngược). Tương tự với trục Z thì chuyển động được truyền bằng vitme. Để đầu in chạy chính xác được theo biên dạng của vật thể ta cần điều khiển được các động cơ bước ở mỗi trục (X, Y, Z) phối hợp với nhau chính xác. Để làm được điều này thì có 1 bo mạch có nhiệm vụ điều khiển chuyển động của các động cơ bước (step motor).

Chương III: NGHIÊN CỨU CÀI ĐẶT MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ TẠO CHƯƠNG TRÌNH

ĐIỀU KHIỂN MÁY IN 

3.1. Thiết lập firmware Marlin cho máy in 3D

Firmware Marlin là một chương trình được viết trên nền Arduino cho các mạch điều khiển máy in 3D sử dụng vi điều khiển họ AVR của hãng Atmel. Marlin còn được chỉnh sửa để sử dụng trên các máy CNC mini. Có thể nói Marlin được sử dụng rộng rãi bậc nhất trong số các máy dạng mã nguồn mở hiện nay.

Các đặc điểm nổi bật của Marlin đối với các máy in 3D gồm có:

- Hỗ trợ tự động bù thăng bằng bàn nhiệt trước khi in bằng đầu dò (có thể sử dụng cả động cơ servo cho cơ cấu đầu dò)

- Hỗ trợ người dùng khi bù thăng bằng bàn nhiệt thủ công

- Có tính năng rút ngược nhựa in khi gia công (người dùng có thể chọn rút ngược nhựa in bằng firmware hay bằng slicer)

3.1.1. Download Marlin và trình biên dịch Arduino

Tại thời điểm thực hiện đề tài sử dụng phiên bản stable Marlin 1.0.2-1. Download xong và giải nén ta thu được thư mục của firmware, trong đó các file cấu hình của Marlin sẽ nằm trong thư mục con Marlin.

Nếu muốn cài đặt Arduino IDE ở thư mục khác ngoài thư mục mặc định - thường là C:\Program Files\Arduino đối với Windows 32 bits và C:\Program Files (x86)\Arduino đối với Windows 64 bits - chọn nút Browse… để chọn thư mục khác, nếu không thì để mặc định và nhấn nút “Install”.

3.1.2. Thiết lập Marlin

Các thiết lập của Marlin được tùy chỉnh trong file “Configuration.h”. Để sửa file “Configuration.h”, trong giao diện Arduino, click chọn “Configuration.h”.

Định nghĩa tốc độ giao tiếp giữa máy tính và broad arduino, giá trị cài đặt tại đây phải giống với giá trị cài đặt trong phần mềm điều khiển in sẽ trình bày ở phần sau.Điều này xác định tốc độ liên lạc giữa các board và máy tính. Tốc độ thường được sử dụng trong phần mềm in 3D là 250000.

*Thiết lập đảo hướng âm (dương) các trục tọa độ:

Mặc định Marlin quy định gốc tọa độ nằm ở góc phía trước bên trái bàn nhiệt và hướng dương của các trục tọa độ (X; Y; Z; E – trục tời nhựa in) ứng với hướng chuyển động của đầu đùn nhựa đi ra xa gốc tọa độ.

*Thiết lập hướng chuyển động của đầu đùn khi về Home:

Home là vị trí máy sẽ di chuyển đầu đùn về trước khi in (thông thường Home trùng với gốc tọa độ tuy nhiên trong một số trường hợp thì không).

*Nạp Marlin cho mạch điều khiển:

Sau khi thiết lập xong, click vào biểu tượng “Upload”. Phần mềm Arduino sẽ biên dịch và nạp firmware Marlin vào mạch điều khiển Arduino Mega 2560 (có thể lâu tới vài phút).Khi đã nạp xong, có thể sử dụng bộ điều khiển LCD để kiểm tra các hoạt động của mạch điều khiển (điều khiển động cơ bước, điều khiển nhiệt độ…)

3.2. Phần mềm cài đặt thông số in 3D CURA

Cura là phần mềm cài đặt thông số để in mô hình 3D. Cura là 1 phần mềm mã nguồn mở được phát triển bởi hãng Utimaker. Giúp cho việc in 3D, tạo mẫu nhanh 3 chiều trở nên dễ dàng hơn, chất lượng sản phẩm tạo ra cũng tốt hơn. Cura đi kèm với 1 chương trình cài đặt thân thiện giúp ta luôn luôn cập nhật phiên bản mới nhất với những tính năng mới. 

Chương IV: XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN CHẾ TẠO MÁY IN

4.1. Chuẩn bị linh kện lắp ráp máy in

Trên cơ sở thiết kế và bảng kê chi tiết nêu trênviệc lắp ráp chế tạo máy in 3D dựa trên cơ sở các chi tiết tiêu chuẩn mua sẵn từ các nhà cung cấp linh kiện máy in 3D và CNC mini để xây dựng khung máy, mạch điều khiển và bộ phận in. Trong đócó 5 chi tiết phải gia côngchế tạo gồm có: Tấm đỡ bàn máy, tấm đỡ bàn gia nhiệt, tấm nâng trục z, tấm kẹp đai, chi tiết căng đai. Để đảm bảo chủ động, nhanh chóng và giảm chi phí cho viêc chế tạo đề tài quyết định lựa chọn phương pháp gia công bằng cắt laser để chế tạo các tấm chính của máy.

Có thể thuê gia công từ các cơ sở chuyên về gia công cắt laser hoặc các cơ sở chế tạo biển quảng cáo trên địa bàn hà nội, chỉ cần cung cấp file biên dạng 2D là có thể gia công. Đề tài lựa chọn máy cắt laser Fiber để thực hiện gia công, khi lựa chọn cơ sở thuê gia công ta sẽ chọn cơ sở trang bị máy Fiber hoặc máy có khả năng gia công tương đương.

4.2. Quy trình lắp ráp khung máy

Trong quá trình lắp ráp cần lưu ý thứ tự lắp, cách sử dụng ke góc chìm. Đầu tiên ta lắp phần khung dưới thứ tự lần lượt sẽ được trình bày cụ thể để làm rõ cách sử dụng ke góc và con chạy, các phần khác của khung máy .

- Bước 1: Lồng các ke góc chìm vào rãnh thanh nhôm 420mm

- Bước 2: Thực hiện tương tự với đầu bên kia ta được kết quả như hình

- Bước 3: Lồng thanh nhôm 500mm vào ke góc tại 2 đầu thanh

- Bước 6: Ghép thanh 420mm trên vào phần khung trước đó

- Bước 7: Lắp puli vào trục động cơ bằng 2 vít chìm M3 rồi gắn động cơ vào giá bằng 4 vít M3. Lắp ke chữ L cùng cụm 2 ổ bi bằng 1 bulông M4 như hình. Tiếp đó ghép lên khung.

- Bước 8: Ghép sẵn các con chạy và vít M5 vào các gối SK, sau đó lồng vào rãnh nhôm hình

- Bước 9: Cắt ngắn ke góc L, sử dụng 1 bulông M5 và 2 đai ốc tạo thành tay gạt công tắc hành trình trục X. Lắp con chạy và vít M5 lên và lồng vào rãnh nhôm

Suy ra ta được phần khung dưới hoàn chỉnh.

KẾT LUẬN

   Sau gần 3 tháng nghiên cứu và thực hiện đồ án tốt nghiệp, với sự hướng dẫn của thầy: ………… Đến nay em đã hoàn thành đầy đủ các công việc của đồ án được giao, qua đó thu được những kết quả sau:

· Bản thuyết minh đồ án tốt nghiệp

· Bản vẽ thiết kế trên giấy A0 và A4.

· Hoàn thành đồ án đúng tiến độ quy định.

   Trong quá trình làm việc chúng em đã tích lũy được những kiến thức thực tiễn quan trọng đồng thời nắm bắt được những kiến thức cơ bản về tính toán thiết kế máy nói chung máy in 3D nói riêng. Biết thiết kế và đọc bản vẽ để tạo nên các chi tiết, khung sườn, bộ phận máy in3D. Bước đầu tiếp cận tìm hiểu về các linh kiện điện tử cấu thành nên mạch điều khiển máy in. Biết sử dụng phần mêm Arduino và viết chương trình trên đó.Nghiên cứu cách tạo chương trình điều khiển máy in hoạt động (Gcode). Tuy nhiên do còn hạn chế về kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tế. Nên trong thời gian vừa qua, mặc dù đã cố gắng để hoàn thành đề tài nhưng cũng không thể tránh những thiếu sót. Các thiết kế và ý tưởng vẫn còn nằm trên giấy,chưa thể hoàn thiện và đưa 1 máy in thực tế đi vào hoạt động. Vì vậy em rất mong sự góp ý xây dựng của các thầy, cô để đề tài của em hoàn thiện hơn nữa.

   Một lần nữa chúng em xin cảm ơn thầy: ………… cùng các thầy, cô trong bộ môn thiết kế máy, đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án này. Nếu có điều kiện, em sẽ tiếp tục nghiên cứu và giải quyết những vấn đề trong hướng phát triển của đề tài này.

   Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Trịnh Chất – Lê Văn Uyển.

Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí – tập 1.

Nhà xuất bản giáo dục việt nam – 2012.

[2]. http://forums.reprap.org/

[3]. http://mme.vn/

[4].  http://www.nghihaylamngay.com/

[5].  http://tae.vn/

[6].  https://taotac.com/

[7].  http://www.3dmaker.vn/

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"

 

 

hỗ trợ trực tuyến
doanchatluong.vn
đồ án mới cập nhật

"Doanchatluong.vn" lấy "chất lượng" làm thước đo của sự tồn tại và phát triển.
Chỉ những đồ án/tài liệu thực sự đảm bảo chất lượng chúng tôi mới đăng lên website.
Copyright: ©2015 doanchatluong.vn