Thiết kế máy in 3D kết hợp khắc laser

Đề tài "Thiết kế máy in 3D kết hợp khắc laser" được thực hiện với mục tiêu nhằm chế tạo được thiết bị cho phép người dùng tạo ra những sản phẩm có độ chính xác cao nhất nhằm đẩy nhanh quá trình sản xuất và kinh doanh. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế máy in 3D kết hợp khắc laser THIẾT KẾ MÁY IN 3D KẾT HỢP KHẮC LASER Nguyễn Văn Đại, Nguyễn Quang Nhật, Lê Văn Nghiêm* Viện Kỹ thuật, Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh GVHD: Lê HoàiTÓM TẮTSự phát triển của khoa học, công nghệ đã cho ra đời máy in 3D một thiết bị giúp cải tiến đáng kể quytrình sản xuất. Nhờ vào việc áp dụng những tính năng hiện đại, thiết bị cho phép người dùng tạo ranhững sản phẩm có độ chính xác cao nhất nhằm đẩy nhanh quá trình sản xuất và kinh doanh.Từ khóa: cơ khí in, in 3D, laser, 3D.1. TỔNG QUANNguyên tắc cơ bản nhất phân biệt giữa máy in 3D và sản xuất truyền thống là quy trình sản xuất bồiđắp. In 3d là một phương pháp hoàn toàn dựa trên máy móc tiên tiến, từng lớp bòi đắp lên để hìnhthành được chi tiết, với độ chính xác từng lớp in là mm. Đây là điều cơ bản khác với bất kì phươngpháp sản xuất truyền thống nào đang tồn tại.In 3D bắt đầu với một tệp thiết kế CAD, khi thiết kế hoàn thành nó phải được xuất ra tệp tin STL, tệptin được chuyển sang dạng vô số các mặt và đỉnh của tam giác. Tệp STL sau đó sẽ được tách thànhhàng trăm thậm chí hàng nghìn lớp 2D.Máy in 3D sau đó sẽ đọc từng lớp 2D, chạy và in từng lớp, từng lướp chồng lên nhau, tạo ta sản phẩmkhối ba chiều. tất cả các tệp thiết kế đều được tách ra thành lớp trước khi in. Độ dày in, kích thước inđược xác định một phần do công nghệ in, một phần do vật liệu, và một phần do độ phân giải và thờigian mong muốn của người điều khiển.Khắc laser là việc sử dụng máy chiếu các chùm tia laser hội tụ lại một điểm. Điểm hội tụ đó có nănglượng cực lớn có thể đốt cháy bề mặt hoặc điểm cần tác động từ tia laser. Nó sinh ra nhiệt lượng rất lớnvới nhiều bước sóng khác nhau có thể khắc được trên các bề mặt vật liệu như: kim loại, gỗ, da,vải…Hiện nay những loại máy khắc laser đều được kết nối trực tiếp với các vi mạch và bị máy tínhđiều khiển. Các phần mềm máy tính chuyên dụng sẽ giúp người chơi điều khiển trực tiếp hệ thống máykhắc laser làm việc theo một lập trình có sẵn. Từ đây, bạn có thể khắc hoa văn, họa tiết, hình ảnh, chữ...theo mọi yêu cầu đề ra.2. PHƯƠNG PHÁPBằng việc sử dụng phương pháp cho máy in 3D và kết hợp khắc laser với đề tài này ta áp dụng đượccông nghệ FDM vào quy trình thiết kế.2.1 Thiết kế cơ khí và nguyên lý hoạt động 1272.1.1. Thiết kế cơ khí- Cụm khung : 500x500x550 mm Hình 1: Cụm khung máy- Cụm dẫn động trục Z Hình 2: Cụm dẫn động trục Z- Cụm dẫn động trục X Hình 3: Cụm dẫn động trục X- Cụm dẫn động trục Y 128 Hình 4: Cụm dẫn động trục Y2.1.2. Nguyên lý hoạt độngMáy hoạt động như sau:- Đầu tiên khởi động máy lên- Cho các trục về home máy- Cân chỉnh bàn in và khắc- Thiết kế mẫu in và mẫu khắc- Khởi tạo chương trình Gcode biên dạng mẫu in và khắc- Setup thông số đầu ra cho mẫu in và khắc- Bắt đầu cho máy hoạt động gia công sản phẩm- Xử lý bền mặt và đo kiểm sản phẩm2.2. Lựa chọn2.2.1 Mạch MKS Gen L V2.1Dựa trên phần cơ cấu cơ khí và các loại thiết bị gắn trên máy ta xác định được bộ điều khiển BoardMạch MKS Gen L V2.1Có thông số: Điện áp: 12V/ 24VDC Chip: Atmega2560 (Arduino mega2560) Chip Usb to TTL: CH340 Kết nối không dây: Wifi/Bluetooth Hỗ trợ cảm biến nhiệt loại: NTC 100K Hỗ trợ cặp nhiệt loại: AD597/PT100 N Endstop: 6 N Fan: 1 Bộ đùn: E1, E2 129 Micro step: Full step Hỗ trợ driver: A4988, A4982, DRV8825, TMC2100, LV8729, TB6600... Hỗ trợ LCD điều khiển: LCD2004, LCD12864, MKS TFT, OLED... Phần mềm hỗ trợ: Simplify 3D, KISSlicer, Cura, Repetier-host... File hỗ trợ: G-Code Thẻ nhớ: Tùy theo Ramp LCD Có thể sử dụng cho các loại máy in 3D như: Máy 3 trục X, Y, Z, Delta, i3, corexy… Kích thước: 110x84x22mm Hình 5: Board Mạch MKS Gen L V2.1 Hình 6: Sơ đồ chân kết nối Board Mạch MKS Gen L V2.12.2.2 Mạch Driver A4988- Công suất ngõ ra lên tới 35V, dòng đỉnh 2A.- Có 5 chế độ: Full bước, 1/2 bước, 1/4 bước, 1/8 bước, 1/16 bước- Điểu chỉnh dòng ra bằng triết áp, nằm bên trên Current Limit = VREF × 2.5 130- Tự động ngắt điện khi quá nhiệt Hình 7: Board mạch Driver A4988 Hình 8: Sơ đồ chân mạch Driver A49884. KẾT QUẢ Hình 9: Hoàn thành mô hình máy in 3D và khắc laser 131 ...