Khoa học Công nghệ

Wednesday 30/03/2022 00:03

Máy in 3D khổ rộng – “chìa khóa” giảm chi phí và thời gian chế tạo mẫu

03/11/2021 00:11
327 Lượt xem
TCCKVN Sau nhiều tháng triển khai nghiên cứu, nhóm các nhà nghiên cứu thuộc Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học và Tự động hóa, phân viện Thành phố Hồ Chí Minh đã cho ra đời sản phẩm máy in 3D công nghệ FDM hoàn chỉnh, sử dụng vật liệu nhựa PLA, ABS. Máy có kích thước in 1200 (X) x 610 (Y) x 1200 (Z) mm; độ phân giải trục: X, Y, Z : 5, 10, 1 μm tương ứng; Tốc độ in của máy đạt 150 mm/s và chiều cao lớp in đạt 50-800 μm.

Hiện nay, nhiều doanh nghiệp đang quan tâm tới việc chế tạo ra các máy in 3D khổ lớn để tạo ra sản phẩm kích thước lớn nhằm tiết kiệm thời gian và chi phí chế tạo mẫu. Việc tạo hình sản phẩm bằng máy quét 3D kết nối trực tiếp với máy in 3D sẽ nâng cao mức tự động hoá chế tạo sản phẩm. Nhóm các nhà nghiên cứu đến từ Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học và Tự động hóa, phân viện Thành phố Hồ Chí Minh đã thực hiện nhiệm vụ “Thiết kế, chế tạo và ứng dụng máy in 3D khổ lớn tích hợp scanner 3D”. Mục tiêu của nhiệm vụ là thiết kế, chế tạo và ứng dụng thử nghiệm máy in 3D FDM khổ lớn, máy quét laser 3D, tích hợp máy quét 3D với máy in 3D tạo ra một hệ thống liên tục.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành khảo sát các sản phẩm máy in 3D khổ rộng hiện có trên thị trường để đề xuất cấu hình máy in 3D khổ rộng kiểu FDM (Fused Deposition Manufacturing) hoạt động dựa trên cơ cấu cơ khí dịch chuyển tuyến tính 3 chiều và phun nhựa nóng chảy để tạo hình trên giường in. Sau khi tiến hành nghiên cứu cơ sở phục vụ cho thiết kế máy in 3D khổ rộng, nhóm nhận thấy các thành phần quyết định đến chất lượng sản phẩm in 3D, gồm cơ hệ dịch chuyển tuyến tính 3D, bộ điều khiển in 3D và cụm đùn phun nhựa tạo hình. Trong đó, phần mềm in 3D có ảnh hưởng lớn nhất đến chất lượng sản phẩm in 3D. 

Khung máy in – phần chính của máy

Phần mềm máy in 3D có 2 phần, gồm thiết kế sản phẩm 3D trên máy tính và điều khiển tạo sản phẩm trên máy in 3D. Đầu tiên, mô hình 3D được tạo trên máy tính. Sau đó, phần mềm cắt lớp thực hiện tạo file G-code cho máy in và cuối cùng, máy in nhận file G-code thực hiện in sản phẩm.

Phần mềm điều khiển cho máy in 3D khổ rộng được xây dựng trên nền tảng Reprap Firmware. Đây là phần mềm toàn diện, chủ yếu dành cho việc điều khiển máy in 3D, khắc/cắt laser và CNC. Phần mềm này chỉ sử dụng với bộ xử lý 32 bit, nên hiện nay được sử dụng chủ yếu cho các máy in 3D hiện đại. 

Sau nhiều tháng triển khai nghiên cứu, nhóm thực hiện đã cho ra đời sản phẩm máy in 3D công nghệ FDM hoàn chỉnh, sử dụng vật liệu nhựa PLA, ABS. Máy có kích thước in 1200(X) x 610 (Y) x 1200 (Z) mm; độ phân giải trục: X, Y, Z : 5, 10, 1 μm tương ứng;  Tốc độ in của máy đạt 150 mm/s và chiều cao lớp in đạt 50-800 μm.

Cũng trong khuôn khổ đề tài, nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu và chế tạo thành công máy quét laser 3D tầm ngắn tam giác lượng để sử dụng kết hợp với máy in laser loại FDM. Máy quét có cấu hình quét laser 3D tam giác lượng, cho phép quét vật thể có kích thước tối đa là 600 x 600 x 600 mm, khối lượng mẫu quét dưới 20kg với độ chính xác 0,1 mm.

Một điểm đáng chú ý của máy quét 3D này là nhóm nghiên cứu đã áp dụng giải pháp tự động làm nhẵn mịn bề mặt trong tái dựng mô hình 3D và nội suy điểm, bằng cách áp dụng thuật toán Gaussian Blur được sử dụng trong làm mịn ảnh hai chiều. Phương pháp này cho kết quả chính xác dưới 0,1 mm, với độ mịn gia công phù hợp trên máy in 3D khổ rộng.

Sản phẩm máy quét 3D và máy in 3D của Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học và Tự động hóa được đánh giá có chất lượng tương đương thiết bị nhập khẩu nhưng giá thành rẻ hơn do được sản xuất trong nước, qua đó góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động sản xuất, giảm chi phí mua sắm cho doanh nghiệp. Máy in 3D và máy quét 3D sẽ hỗ trợ đắc lực cho thiết kế kiến trúc, xây dựng, cơ khí, mỹ thuật và in ấn quảng cáo, studio,… giúp các doanh nghiệp tạo ra sản phẩm mẫu một cách nhanh chóng và tối ưu để kiểm tra, thử nghiệm và điều chỉnh thực tế trước khi tiến hành sản xuất hàng loạt, từ đó giúp doanh nghiệp tiết kiệm thời gian và chi phí chế tạo mẫu.

Việt Hà - Văn Sơn
Từ khóa:

Có thể bạn quan tâm

Làm chủ công nghệ sản xuất bạc vạn năng và phôi bạc máy cán

Thành công của dự án “Sản xuất thử nghiệm bạc vạn năng và phôi bạc máy cán các loại từ hệ hợp kim đồng nhôm niken có chứa Fe, Mn” do Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ luyện kim thực hiện đã khẳng định, Việt Nam hoàn toàn làm chủ công nghệ sản xuất thử nghiệm bạc vạn năng và phôi bạc máy cán trong ngành cán thép.

Chế tạo thành công khuôn dập nóng cho phụ tùng ô tô xe máy

Với mục tiêu từng bước làm chủ công nghệ dập nóng, thay thế hàng nhập ngoại, gia tăng giá trị sản phẩm Việt trong chuỗi cung ứng công nghiệp hỗ trợ, Viện Công nghệ HaUI (Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội) đã mạnh dạn đề xuất Bộ Công Thương thực hiện đề án “Nghiên cứu, chuyển giao công nghệ thiết kế và chế tạo khuôn dập nóng cho sản phẩm phụ tùng ô tô xe máy cho doanh nghiệp trong lĩnh vực công nghiệp hỗ trợ”. Đề án thuộc Chương trình Phát triển công nghiệp hỗ trợ năm 2021 do Bộ Công Thương chủ trì. PGS.TS. Phạm Đức Cường, Viện trưởng Viện Công nghệ HaUI làm chủ nhiệm đề án.

Thiếc hàn dạng kem: Vật liệu hàn mới phục vụ các ngành công nghệ cao

Thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ “Nghiên cứu thử nghiệm quy trình sản xuất hợp kim thiếc hàn không chì dạng kem”, nhóm các nhà nghiên cứu thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim (Vimluki) đã làm chủ công nghệ sản xuất vật liệu mới thay thế hợp kim thiếc – chì (Sn-Pb) truyền thống. Kết quả nghiên cứu không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn góp phần thúc đẩy các ngành công nghiệp, đặc biệt là các ngành công nghệ cao, công nghệ vật liệu mới trong nước phát triển.

Hệ thống Robot bốc xếp hàng tự động 300 tấn/ngày

Hệ thống Robot bốc xếp tự động 300 tấn/ngày do Viện Nghiên cứu Cơ khí thiết kế, chế tạo và lắp đặt cho Công ty cổ phần bột giặt LIX giúp doanh nghiệp nâng cao năng suất, hiệu quả trong khâu đóng gói và lưu trữ hàng hóa.

Nghiên cứu sản xuất dàn trao đổi nhiệt hiệu suất cao bằng phương pháp sử dụng ống đồng có rãnh trong lòng ống

Đây là tên đề tài nghiên cứu ngoài ngân sách, do bà Nguyễn Hải Linh - Công ty Trách nhiệm hữu hạn cơ điện lạnh Quang Thắng làm chủ nhiệm, vừa được Hội đồng khoa học đánh giá, nghiệm thu tại Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Hải Phòng.
0904177637
  • Zalo
  • Messenger
  • Back to top