BÁO cáo IN 3d môn học THỰC tập kỹ THUẬT cơ KHÍ trình bày sự khác biệt giữa các dòng in 3d industrial, desktop, open source

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MƠN CHẾ TẠO MÁY

BÁO CÁO IN 3D
MƠN HỌC:
THỰC TẬP KỸ THUẬT CƠ KHÍ (ME3143)
GVHD: HUỲNH HỮU NGHỊ
HK 212 - NHÓM: 31
Ngày nộp: 01/04/2022
STT

Họ và tên

MSSV

1

Huỳnh Tấn Chương

1910884

2

Nguyễn Huỳnh Duy

1910952

3

Trương Cơng Đức

1913177

4

Phạm Thành Nhân

1911762

5

Phan Nguyễn Quang Thịnh

1912131

TP. Hồ Chí Minh 2021 - 2022

Chữ ký


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

DANH SÁCH THÀNH VIÊN VÀ PHÂN CƠNG CƠNG VIỆC

STT

Họ và tên

MSSV

Phân cơng cơng việc

Hồn
thành

1

Huỳnh Tấn Chương

1910884

Scroll Plate

100%

2

Nguyễn Huỳnh Duy

1910952

Jaw A

100%

3

Trương Cơng Đức

1913177

Jaw B + Circlip

100%

4

Phạm Thành Nhân

1911762

Jaw C

100%

5

Phan Nguyễn Quang Thịnh

1912131

Housing

100%

Nhóm 31
1

Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

MỤC LỤC
PHẦN I: LÝ THUYẾT..................................................................................................3
Câu 1: Trình bày sự khác biệt giữa các dịng in 3D: industrial, desktop, open source
của 03  nhóm cơng nghệ phổ biến: FDM/FFF (nhựa sợi ), SLA/DLP/LCD (nhựa
lỏng), SLS/SLM (vật liệu bột)...................................................................................3
Câu 2: Chứng minh ưu điểm của công nghệ AM so với các công nghệ khác (gia
công cắt gọt, khn mẫu …)....................................................................................18
PHẦN THỰC HÀNH..................................................................................................23
1.

Mơ hình lựa chọn:..........................................................................................23

2.

Tóm lược:.......................................................................................................23

3.

Tiến hành xuất file G – codes bằng phần mềm Simplify 3D:.........................23

4.

Q trình thực hiện:........................................................................................35

5.

Kết quả:..........................................................................................................36

TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................39

Nhóm 31
2


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

PHẦN I: LÝ THUYẾT
Câu 1: Trình bày sự khác biệt giữa các dịng in 3D: industrial, desktop, open
source của 03  nhóm cơng nghệ phổ biến: FDM/FFF (nhựa sợi ), SLA/DLP/LCD
(nhựa lỏng), SLS/SLM (vật liệu bột).
 Sự khác biệt của 03 công nghệ in phổ biến
 Cơng nghệ (FDM/FFF) thuộc nhóm cơng nghệ đùn vật liệu (Material
Extrustion-ME)
 Nguyên lý hoạt động:
Là đùn vật liệu nhựa dạng sợi nóng chảy ở trạng thái bán lỏng qua vòi
phun và điều khiển vòi phun di chuyển để tạo thành các lớp theo biên dạng
mặt cắt của sản phẩm.
Khi hoạt động sợi nhựa được cung cấp cho đầu đùn nhờ động cơ và cặp
con lăn cuốn. Đầu đùn được gia nhiệt tới tốc độ thích hợp để làm nóng chảy
sợi nhựa và đùn ra ngồi. Đầu đùn được điều khiển độc lập theo hai phương
X, Y (giống như máy CNC 2D) để tạo lớp vật liệu.
Để chế tạo lớp tiếp theo, bàn máy (hoặc đầu đùn) đi xuống (hoặc đi lên)
một khoảng bằng với bề dày một lớp cắt (thường từ 0,1 - 0,3 mm), đầu đùn
lại tiếp tục di chuyển và đắp một lớp mặt cắt vật liệu mới chồng lên lớp
trước. Quá trình được tiếp tục lặp lại cho đến khi tất cả các lớp (mặt cắt) của
sản phẩm được chế tạo xong.
Cơ cấu cấu đùn nhựa theo cơng nghệ FDM có hai đầu đùn cùng làm
việc. Một đầu đùn để đùn vật liệu tạo sản phẩm, đầu còn lại đùn vật liệu tạo

giá đỡ. Còn công nghệ FFF sử dụng một loại vật liệu vừa để tạo ra sản phẩm
vừa tạo hệ thống đỡ.

Nhóm 31
3


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

 Lợi ích của công nghệ FDM/FFF
˗

Sử dụng vật liệu đa dạng: Công nghệ sử dụng được hầu hết các loại vật
liệu nhựa nhiệt dẻo, có cơ tính tốt, giá thành vật liệu hợp lý, Ngồi ra,
cơng nghệ này có thể tạo ra các sản phẩm có nhiều màu sắc bằng cách sử
dụng vật liệu có nhiều màu khác nhau, đáp ứng được yêu câu đa dạng
của người sử dụng.

˗

Thiết bị đơn giản, chi phí thắp: Thiết bị theo cơng nghệ ƑDM khơng
sử dụng năng lượng là nguồn laser và hệ thống điều khiến tỉa laser phức
tạp. Do đó, thiết bị có nguyên lý hoạt động, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo,
dễ vận hành và bảo trì, chi phí hợp lý.

˗

Thân thiện với môi trường: Công nghệ sử dụng vật liệu nhựa nhiệt dẻo
phân hủy sinh học (PLA) không độc, không mùi, không gây ô nhiễm
môi trường xung quanh. Thiết bị hoạt động êm, ít tiếng ồn,

˗

Thích ứng với mơi trường làm việc văn phịng: Hệ thống sản xuất
trong mơi trường văn phòng (Table Manufaeturing) là một bước phát
triển sản phẩm trong lĩnh vực in 3D, đặc biệt là với ứng dụng tạo mẫu
nhanh.
Ví dụ: cơng ty Stratasys đã giới thiệu loại máy Print Genisys 3D với
kích thước chí có 914 mm x 813 mm x 737 mm. Mặc dù mới đưa ra thị
trường, thiết bị này đã chứng minh giá trị tiểm năng của nó. Thiết bị
được thiết kế như một máy in nhằm giúp quá trình tra thiết kế và phát
triển sản phẩm được nhanh chóng.
Nhóm 31
4


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

 Vật liệu: dùng trong công nghệ FDM là loại vật liệu nhựa nhiệt dẻo chẳng
hạn như: ABS, PLA, Nylon, Ninjaflex, polymorph, PP, Epoxy, PC, PE, vật
liệu y sinh,...
˗

Nhựa ABS (Acrylonitrin butadien styren): có tính khống hóa chất,
có độ bền kéo, va đập, độ cứng bề mặt, độ rắn, độ chịu nhiệt và các đặc
tính về điện cao trong khi giá cả tương đối thấp. Nhựa ABS có dạng tấm,
màng và ở dạng định hình, nhiệt độ nóng chảy của loại nhựa này là 160
– 200

˗

Nhựa PLA (Polylactic Acid): là một loại nhựa nhiệt dẻo, có khả năng
phân hủy sinh học và có nguồn gốc thực vật ( lên men từ cây Ngô ở Mỹ,
các sản phẩm ở Châu Á hoặc cây mía). có độ cứng cao, độ cong vênh
thấp và có nhiều màu sắc hấp dẫn. Nó có thể phân hủy trong điều kiện
nhất định và rất khó tái chế. Nhiệt độ của PLA nằm trong 130 - 230.1

Thiết bị FDM/FFF công nghiệp thương mại hóa:

Đặng Văn Nghìn – Bùi Trọng Hiếu – Huỳnh Hữu Nghị (2020). Công nghệ in 3D. Nhà xuất bản
ĐHQGTP.HCM, tr40 - 45
1

Nhóm 31
5


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

Máy in 3D Ender – 3 V2 ($262)
 Công

nghệ

stereolithography

Máy in 3D Ultimaker ($4.080)
apparatus/

digital

light

processing

(SLA/DLP)
 Nguyên lý hoạt động SLA
Đầu tiên, bệ đỡ nằm cách bề mặt chất lỏng một khoảng bằng với bề dày
lớp được cài đặt. Độ đồng đều của lớp nhựa này được điều chỉnh bằng dao
gạt.
Tia laser được điều khiển để di chuyển làm đơng đặc vật liệu ở những vị
trí theo tiết diện lát cắt của sản phẩm
Khi hoàn thành một lớp, bệ đỡ tiếp tục hạ xuống một khoảng bằng bề
dày lát cắt và dao gạt tiếp tục gạt ngang làm đồng đều lớp vật liệu trên bề
mặt
Tia laser tiếp tục làm đông đặc lớp vật liệu dẻo tiếp theo, chồng lên lớp
trước đó như đã lập trình
Q trình tiếp tục cho đến khi hoàn thành sản phẩm. Sau khi lấy ra khỏi
thiết bị in, sản phẩm trải qua một quá trình hậu xử (Post - processing) như:
làm sạch, sấy khơ và lưu hóa bằng tia cực tím

Nhóm 31
6


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

 Ưu điểm:
˗

Chế tạo có sản phẩm phức tạp, có độ chính xác kích thước và chất
lượng bề mặt cao

˗

Chế tạo được lỗ có kích thước rất nhỏ so với các cơng nghệ khác

 Nhược điểm
˗

Cồng kềnh, đắt tiền

˗

Vật liệu sử dụng không đa dạng

˗

Các sản phẩm thường giịn sau một thời gian

˗

Có thể xảy ra cong vênh, co rút ở một số loại nhựa

˗

Cần có yêu cầu đặc biệt khi sử dụng: bảo quản tránh ánh nắng mặt trời,
bảo dưỡng sản phẩm và xử lý mẫu cẩn thận sau khi in

 Nguyên lý hoạt động DLP:

Công nghệ này sử dụng ánh sáng UV để hóa rắn vật liệu nhựa lỏng.
Trong q trình xử lý dữ liệu trước khi chế tạo, một mô hình CAD 3D sẽ
được cắt thành từng lát bởi một tập hợp các mặt phẳng song song và mỗi
lát cắt sau đó được chuyển đổi thành một mặt nạ ảnh (mask image) 2D.
Bằng cách chiếu mặt nạ ảnh (mask image) lên một bề mặt nhựa lỏng,
một lớp nhựa được hóa rắn thành hình dạng tương tự. Khác với cơng nghệ
(SLA), sử dụng nguồn ánh sáng daỳ đặc hơn và nhờ vậy mà tồn bộ mặt
nạ ảnh có thể được chiếu tại cùng một thời điểm. Do đó, q trình chế tạo
máy in 3D - DLP nhanh hơn nhiều so với máy in 3D SLA.

Nhóm 31
7


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

 Khác biệt giữa SLA và DLP
Chủ yếu là nguồn sáng.
˗

SLA sử dụng nguồn sáng là tia laser. 

˗

DLP sử dụng nguồn sáng là máy chiếu. Ánh sáng được chọn lọc bằng
thiết bị “digital micromirror device - DMD”, bao gồm hàng trăm ngàn
các gương nhỏ. Các lớp được tạo bằng máy in DLP bao gồm voxels và
pixel vì màn hình máy chiếu gồm các pixel.

˗

SLA tạo ra sản phẩm do sự đông đặc tại các điểm tiếp xúc giữa ánh
sáng và tia laser và nhựa lỏng. SLA sử dụng hai động cơ lắp với hai
tấm gương nhỏ (một trên trục X và một trên trục Y) để điều khiển
chùm tia laser

˗

DLP sử dụng 1 máy chiếu kỹ thuật số để chiếu một mặt nạ ảnh duy
nhất tạo mỗi lớp trên tồn bộ diện tích cần làm đơng đặc. Vì máy chiếu
là một màn hình kỹ thuật số, nên hình ảnh của mỗi lớp là tập hợp các
pixel vng, kết quả lớp in được hình thành từ những “viên gạch hình
chữ nhật nhỏ” gọi là voxel

˗

Độ phân giải nhỏ nhất của hai công nghệ theo các biên dạng có hình
dạng khác nhau (SLA trịn DLP vng) nên khó so sánh 

˗

Về kích thước sản phẩm và tốc độ in, DLP đạt được thời gian in nhanh
hơn do mỗi lớp in được xây dựng cùng một lúc, không phải từng điểm
trên mỗi lớp

˗

Mặc dù thời gian nhanh hơn, nhưng DLP còn cần phải cân bằng giữa
độ phân giải, kích thước sản phẩm và tốc độ. Độ phân giải của DLP
phụ thuộc vào máy chiếu, trong đó xác định có bao nhiêu pixels/voxels

trong một diện tích nhất định.
=> DLP phù hợp với các sản phẩm kích thước lớn, bề mặt cần tinh xảo,
cấu trúc đặc và mỗi lần chế tạo một sản phẩm. SLA đáp ứng sản phẩm

Nhóm 31
8


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

có kích thước nhỏ, yêu cầu độ phân giải cao, bề mặt mịn và chế tạo
nhiều sản phẩm trong một lần in1
 Vật liệu
Sử dụng nhựa cảm quang lỏng: nhựa 11122 XC Watershed, nhựa 18420
Protogen và 18920 Protogen, nhựa Next
 Thiết bị SLA/DLP thương mại hóa

Máy in 3D SLA iSLA1900D

Máy in 3D ANYCUBIC Photon S

 Công nghệ Selective Laser Sintering/ Selective Laser Melting SLS/SLM
SLS là công nghệ tia laser công suất cao để đun nóng vật liệu bột (thủy tinh, bột
gốm sứ, thạch cao, kim loại,..) đến dưới nhiệt độ nóng chảy để thiêu kết và hợp
nhất các hạt bột vật liệu với nhau, tạo thành một khối rắn dạng xốp.
Công nghệ SLM tương tự SLS nhưng sử dụng nguồn laser có cường độ mạnh
hơn để làm nóng chảy hồn tồn bột kim loại và kết dính chúng lại với nhua
thành một khối rắn đồng nhất.
 Nguyên lý hoạt động của công nghệ SLS
Chế tạo sản phẩm bằng cách thiêu kết làm kết dính các hạt vật liệu dưới

tác dụng của laser 

Đặng Văn Nghìn – Bùi Trọng Hiếu – Huỳnh Hữu Nghị (2020). Cơng nghệ in 3D. Nhà xuất bản
ĐHQGTP.HCM, tr49 - 55
1

Nhóm 31
9


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

Đầu tiên, lớp vật liệu mỏng được trải trực tiếp lên bàn máy. Sau đó, năng
lượng tia laser sẽ kết dinh phần vật liệu nằm trong biên dạng của mặt cắt
sản phẩm mà nó tiếp xuacs
Q trình kết dính hoạt động tương tự như q trình quang hóa trong
cơng nghệ sử dụng vật liệu lỏng. Q trình kết dính hoạt động tương tự
như q trình quang hóa trong cơng nghệ sử dụng vật liệu lỏng. Sau khi
xong một lớp, hệ thống cấp liệu được hạ xuống một khoảng bằng độ dày
lớp kế tiếp, đưa nguyên liệu bột vào vị trí làm việc và q trình này sẽ lặp
đi lặp lại đến khi hồn thành sản phẩm
Trong quá trình làm việc, những vật liệu không phụ thuộc biên dạng mặt
cắt sẽ được lấy ra sau khi hoàn thành sản phẩm. Những sản phẩm được
chế tọa bằng cơng nghệ SLS có độ nhám cao, xuất hiện lỗ hổng trên bề
mặt, sản phẩm sau đó bắt buộc phải qua xử lý bằng cách sử dụng phương
pháp gia công tinh

 Ưu điểm:
˗

Cho phép tạo ra sản phẩm có tính hóa học và vật lý tương đương vật
liệu gốc. Các ứng dụng chịu nhiệt cao và không phản ứng với hóa chất

˗

Khơng địi hỏi cấu trúc vật liệu đỡ mà sử dụng chính phần bột khơng
thiêu kết để đỡ phụ trong tồn bộ q trình in giúp tiết kiệm chi phí
vật liệu và cho phép in nhanh hơn.
Nhóm 31
10


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

˗

Tốc độ nhanh hơn 5 - 10 lần, chi phí thấp 7 lần so với các công nghệ
khác

˗

In nhiều sản phẩm trong cùng một lần

˗

Vật liệu dùng cho SLS có cơ tính tốt nhất trong tất cả các loại vật liệu,
tốt trong ứng dụng đúc khuôn mẫu thạch cao

˗

Vật liệu thừa được thu lại và tái sử dụng cho lần in tiếp theo

 Nhược điểm:
˗

Giá thiết bị và vật liệu khá đắt

˗

Với các mơ hình kín và có phần rỗng bên trong phải tiêu tốn vật liệu
khá lớn vì khơng lấy ra được

˗

Cơng nghệ đòi hỏi cung cấp năng lượng lớn trong quá trình in vì phải
sử dụng laser để thiêu kết vật liệu

+ Nguyên lý hoạt động của SLM
Trong công nghệ SLM, năng lượng dùng để làm nóng chảy bột
kim loại được tạo bởi nguồn laser Yb-fiber có cơng suất từ 100W đến
400W. Chùm tia laser được điều khiển và hội tụ tại một điểm để làm
nóng chảy bột kim loại nhờ hệ thống thấu kính. Q trình chế tạo bắt đầu
bởi một lớp bột mỏng được rải lên bàn chế nhờ cơ cấu gạt bột. Chùm
năng lượng được hội tụ và nung chảy bột kim loại tại các điểm được xác
định bởi dữ liệu số có sẵn.
Sau khi lớp bột được nung chảy trong vùng tiết diện, bàn chế tạo
sẽ di chuyển xuống một lượng bằng chiều dày lớp cắt từ mơ hình CAD
của chi tiết (thơng thường chiều dày mỗi lớp từ 75 - 150 um). Tiếp theo
một lớp bột kim loại khác được rải lên nhờ cơ cấu cấp liệu, sau đó được
nung chảy để liên kết với lớp trước. Quá trình này được lặp lại cho đến

khi chi tiết được chế tạo hồn chỉnh
Q trình nóng chảy và đông đặc trong bột kim loại được thực
hiện trong môi trường khí trơ

Nhóm 31
11


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

**Q trình chế tạo sản phẩm bằng công nghệ SLM giống như công nghệ
SLS, chỉ khác ở một điểm là vật liệu trong cơng nghệ SLM sẽ được làm
nóng chảy hồn tồn

So sánh công nghệ SLS và SLM
Công nghệ

SLS

SLM

Dùng laser công suất cao làm Dùng laser cơng suất cao
nóng bột kim loại đến dưới nhiệt để làm tan chảy hồn tồn
Ngun lý

độ nóng chảy để thiêu kế và hợp kim loại và kết hợp các hạt
nhất các hạt bột vật liệu lại với bột kim loại với nhau
nhau

thành một khối đồng chất

bột nhựa, chất dẻo, thủy tinh, kim loại tinh khiết như:
gốm sứ… trong đó nylon là vật đồng, nhơm, thép khơng rỉ,
Vật liệu

liệu lý tưởng, vì trọng lượng nhẹ , thép

số,

cobalt

crom,

độ bền cao và chịu nhiệt

titanium và vonfram.

Độ chính xác

Dung sai: ± 0,05 - 0,25 mm

Dung sai: ± 0,05 - 0,2 mm

Đặc tính

Sản phẩm sẽ có độ xốp, mật độ Sản phẩm có tính mật độ
thấp
Nhóm 31
12

Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

cao, cơ tính tốt
Các

đặc

tính

khác

tốc độ in, kích thước, bề dày lớp Tốc độ in, kích thước, bề
vật liệu, khi bảo vệ, nguồn, ...

dày lớp vật liệu, khi bảo
vệ, nguồn, ...

+ Vật liệu
˗

SLS: có vật liệu dạng bột, poylamit trộn thêm phụ gia. Ngoài ra cịn có:
bột thủy tinh, nylon, sáp, bột kim loại, bột gốm, glass filled nylon, vật liệu
đàn hồi, PC, bột gốm sứ,...

˗

SLM:  Bột hợp kim: hợp kim Titan, hợp kim Niken, hợp kim sắt, hợp kim
nhôm, hợp kim đồng, compsites kim loại,...

˗

So sánh quy trình in 3D cơng nghiệp (industrial)1

+ Thiết bị in 3D thương mại hóa:

Máy in 3D cơng nghiệp SLS (Sintratec Kit)

Máy in 3D công nghiệp SLM (SLM 125)

 Bảng so sánh tóm tắt 3 cơng nghệ
FDM/FFF (nhựa SLA/DLP/LCD

SLS/SLM

sợi)

liệu bột)

(nhựa lỏng)

(vật

Đặng Văn Nghìn – Bùi Trọng Hiếu – Huỳnh Hữu Nghị (2020). Công nghệ in 3D. Nhà xuất bản
ĐHQGTP.HCM, tr46 - 61
1

Nhóm 31
13

Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

Khối lượng xây Lên đến 900 x 600 Lên đến 1500 x Lên đến 750 x 550
dựng

x 900 mm

750 x 500 mm

x 550 mm

Phạm vi giá

2.500$ trở lên

3,500$ trở lên

16,500$ trở lên

Hệ

thống

điều Dung

dịch

lỏng

khiển đầu đùn: di chứa trong thùng là
chuyển đầu in theo hỗn hợp chất
hướng XY của bàn
in
Đầu

nhúng trong nhựa
đùn:

hoạt lỏng tùy yêu cầu

động theo cài đặt.
Vật liệu: đùn qua
Cấu tạo

Bàn in sẽ được

mà có thể nâng lên
hạ xuống

đầu phun nhỏ của Hệ thống nguồn
đầu in được gia laser
nhiệt

Hệ

thấu

kính,

Bàn in tùy mục gương phản xạ
đích có thể nâng
lên hạ xuống

Hệ thống dao gạt
có chức năng gạt
nhựa, đồng thời tạo
nên lớp phủ đồng
đều

Nhựa nhiệt dẻo tiêu Các
Vật liệu

loại

nhựa Nhựa nhiệt dẻo kỹ

chuẩn: ABS, PLA (nhựa nhiệt rắn): thuật: điển hình là
và các hỗn hợp ABS, PP, silicone nylon và vật liệu
khác của chúng

linh hoạt

tổng hợp của nó

Nhóm 31
14


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

Support

Độ chính xác

Khơng

u

cầu Yêu cầu thường Không yêu cầu

thường xuyên

xuyên

± 0,5% (giới hạn ± 0,5% (giới hạn ± 0,3% (giới hạn
dưới ± 0,5mm)

dưới ± 0,1mm)

dưới ± 0,3mm)

Mơ hình sản phẩm Các ngun mẫu Hình học phức tạp,
mẫu/

tạo

mẫu có độ chi tiết cao nhiều chức năng,

nhanh

Dòng máy này còn
được ứng dụng để
Ứng dụng

sản xuất linh kiện,
bộ phận cần độ
cứng tương đối tốt,
mà không yêu cầu

yêu cầu dung sai chế tạo cầu hoặc
chặt chẽ và bề mặt chạy

trong

thời

nhẵn: khuôn mẫu, gian ngắn
dụng cụ, hoa văn,
mô hình, y tể và
các bộ phận chức

Các sản phẩm có
độ bền cao

năng

cao về thẩm mĩ
Vật liệu đa dạng
(vật liệu sinh học)
Ưu điểm

Giá thành rẻ, dễ Tạo ra mơ hình vật Tạo mẫu nhanh,
sửa chữa
In số lượng lớn, tiết
kiệm nguyên liêu
Sản xuất sản phẩm
có khả năng chịu
lực tốt
Tốc độ in nhanh

thể sắc nét, chi tiết thử nghiệm chức
và chính xác

năng, khơng cần

Tạo ra những vật
liệu

nhựa

vật liệu hỗ trợ

chất Tạo mẫu trong thời

lượng nhất, được gian ngắn với độ
ứng dụng một cách phân giải khá cao
trực tiếp với độ
phân giải và độ

Giúp tiết kiệm chi

phi, tăng tốc độ in
Nhóm 31
15


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

Vật liệu thân thiện mịn cao
mơi trường an tồn
sử dụng

Sản

xuất

vật thể
được Chất lượng vật liệu

những chi tiết phức tạo
tạp

Độ chính xác thấp
Khơng được ứng
dụng
Nhược điểm

trong

lắp

ghép hay chi tiết có

thành

được

đánh giá cao

Một số vật liệu Hồn thiện bề mặt
nhạy cảm với việc hơi thơ, tùy chọn
tiếp xúc lâu với tia vật liệu hạn chế
UV

Khá đắt tiền khơng

u cầu chịu lực Chi phí cao

thân

thiện

đồng đều, do tính

người dùng

với

chất mẫu in

 So sánh máy in 3D công nghiệp industrial và máy in 3D cá nhân (desktop)

Về mặt công nghệ, không giống như các thiết bị in 3D trong lĩnh vực công
nghiệp (industrial), tất cả các máy in 3D cá nhân (desktop) đều dựa vào nguyên
lý đùn vật liệu nhựa dẻo
Industrial FDM/FFF

Độ chính xác

Desktop FDM/FFF

± 0,15% (giới hạn dưới ± ± 1% (giới hạn dưới: ± 1
0,2 mm)

mm)

Độ dày layer

0,18 - 0,5 mm

0,1 - 0,25 mm

Độ dày thành tối thiểu

1 mm

0,8 - 1 mm

Nhóm 31
16

Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

Kích thước xây dựng tối

Lớn

Trung bình

Vật liệu phổ biến

ABS, PC, ULTEM

PLA, ABS, PETG

Khả năng sản xuất

Thấp/ Trung bình

Thấp

Chi phí

$50000 trở lên

$500 - $5000

đa

Desktop
DLP

Desktop SLA

Industrial

Industri

DLP

al SLA
30 - 140

Độ chính xác

30 - 140 µm

240 µm

10 - 100 µm

Độ dày layer

5 - 150 µm

25 - 200 µm

25 - 150 µm

0,1 mm

0,5 mm

0,1 mm

10 - 200 µm

300 µm

10 - 100 µm

75 µm

2/5

3/5

5/5

4/5

Đồ dày thành tối
thiểu
Kích thước vật thể
tối thiểu

;l;

µm
50 - 100
µm

0,1 - 0,3
mm

Nhóm 31
17


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

Kích thước tối đa

Nhỏ

Trung bình

Nhỏ - lớn

Cực lớn

Khả năng sản xuất

Thấp

Thấp

Trung bình

Cao

Chi phí máy móc

$ 2.500 - $ $2.000
5.000

- $15.000

$15.000

$85.000

-

$100.000
$500.000

 Máy in 3D nguồn mở (open source)
Máy in 3D nguồn mở (open source) là máy linh hoạt hơn về phần mềm, vật
liệu và cài đặt tương tích. Máy in mã nguồn mở có thể sử dụng nhiều chương
trình phần mềm, nhiệt độ có thể được điều chỉnh và có thể sử dụng nhiều loại
vật liệu khác nhau.
˗

So sánh máy in 3D nguồn mở (open source) và nguồn đóng (closed
loop):
˗

Mặc dù cả hai loại máy in đều sử dụng AM để tạo ra mô hình 3D,
nhưng chúng có một số điểm khác nhau ở những điểm cốt lõi

˗

Với máy in 3D nguồn đóng (closed loop):

˗

Không được lựa chọn về phần mềm và vật liệu mà bạn sử dụng với
máy in, mà phải cần phải sử dụng và mua vật liệu nhất định từ nhà
cung cấp. Ngoài ra các máy in này đa phần hoạt động trong nhiệt độ ổn
định

˗

Mặc dù có vẻ hạn chế nhưng chúng đáng tin cậy và ít hư hỏng

˗

Với máy in 3D mã nguồn mở (open source):

˗

Có nhiều lựa chọn hơn: được sử dụng nhiều phần mềm lên máy in này.
Ngồi ra có thể sử dụng nhiều loại vật liệu, cho phép tự do hơn trong

Nhóm 31
18


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

việc lựa chọn vật liệu => linh hoạt trong việc lựa chọn vật liệu phù hợp

ngân sách
˗
I.

Nhiệt độ máy in có thể được điều chỉnh được
Một số máy in 3D mã nguồn mở

Máy in 3D BCN3D Sigma D25

Máy in 3D CR-10 V3 E3D

Câu 2: Chứng minh ưu điểm của công nghệ AM so với các công nghệ khác (gia
công cắt gọt, khuôn mẫu …)
-

Giảm tối đa trọng lượng của các bộ phận, điều này có ý nghĩa lớn đối với ngành
hàng khơng vũ trụ
Do tầm quan trọng của cân nặng và tối ưu trọng lượng trong lĩnh vực hàng

khơng, rất nhiều chi phí được  đầu tư cho vật liệu và máy gia công để có được
trọng lượng tối ưu và tỷ lệ Buy-to-Fly tốt. Tuy nhiên, công nghệ in 3D kim loại
như quá trình EBM của ARCAM có thể sản xuất các linh kiện có trọng lượng nhẹ
với tối ưu hóa trọng lượng  và tỷ lệ buy-to-Fly hiệu quả với chi phí thấp hơn.

Nhóm 31
19


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

-

Các thiết kế của AM được tích hợp những cơng nghệ có chức năng tối ưu hóa
hiệu suất và giảm số lượng linh kiện tối đa

Ví dụ : Áp dụng cơng nghệ in 3D và phương pháp CAD (Computer Assisted
Design) trong chỉnh nha thẩm mỹ, Zenyum, startup đến từ Singapore, đang mang
giải pháp niềng răng vơ hình đến gần hơn với hàng triệu người tại 7 thị trường [5]
-

Tạo ra các chi tiết có hình dạng phức tạp, có khả năng chế tạo chế tạo các bộ
phận, chi tiết nhỏ tinh xảo như một món đồ trang sức

Nhóm 31
20


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

Sản phẩm của cơng nghệ AM
-

Giảm lưu trữ phụ tùng, chi phí sản xuất, thời gian chế tạo công cụ và sử dụng
ngay trên dây chuyền sản xuất đồng thời tránh lãng phí vật liệu so với cơng
nghệ gia cơng cắt gọt có thể gây ra hao phí đến 90% khối lượng vật liệu ban
đầu dẫn đến việc vật liệu chuẩn phải lớn hơn rất nhiều và rất khó khăn trong
khâu chuẩn bị.

Khả năng tiết kiệm vật liệu dư của công nghệ in 3D
-

Bình thường quy trình sản xuất truyền thống vốn dĩ đã đem đến cho doanh
nghiệp vô vàn lựa chọn về hình dạng và thiết kế nhưng AM có thể làm được
nhiều hơn thế và qui trình của linh hoạt hơn

Nhóm 31
21


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

Ví dụ : AM có thể dùng để chế tạo các thiết kế có lỗ rổng ở giữa thơng qua một
cơng đoạn duy nhất. Nếu sản xuất theo cách truyền thống thì bạn cần phải tiện,
hàn nhiều mảnh lại với nhau mới cho ra được thành phẩm

Quy trình in 3D với gia cơng truyền thống

Nhóm 31
22


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

PHẦN THỰC HÀNH
1. Mơ hình lựa chọn: mâm cặp 3 chấu
Gồm các bộ phận:
˗ Housing: thân mâm cặp
˗ Scroll Plate: đĩa xoắn ốc
˗ Jaw A,B,C: chấu kẹp A, B, C
˗ Circlip: lò xo hãm

2. Tóm lược:
˗ Mâm cặp ba chấu có đường kính 2,5 inch (63mm).
˗ Ba chấu tự định tâm có thể đảo ngược để cho phép giữ các chi tiết gia
công lớn hơn. Để đặt chúng theo hướng bình thường, như thể hiện trong
ảnh, hãy chèn chúng vào các khe theo thứ tự ABC. Để phù hợp với chúng
được đảo ngược, hãy chèn chúng theo thứ tự CBA.
˗ Tất cả các bộ phận đều có thể in được hồn tồn theo hướng được hiển thị
mà không cần vật liệu hỗ trợ. Các phần nhô ra gần trung tâm của thân
mâm cặp ở có các cạnh được xây dựng cẩn thận để đảm bảo rằng, trong
khi có cầu nối, khơng có phần nhô ra nào cần hỗ trợ.
3. Tiến hành xuất file G – codes bằng phần mềm Simplify 3D:
Truy cập trang www.thingiverse.com tải mơ hình mâm cặp ba chấu (2.5inch
Three Jaw Chuck) truy cập theo đường dẫn:
/>a. Housing (thân mâm cặp):

Nhóm 31
23


Thực tập kỹ thuật cơ khí – ME3143

Sau khi tải mơ hình, sử dụng lệnh import sau đó truy cập thư mục chứa file
in vừa tải để nhập các mô hình vào mơi trường làm việc.

 Hiệu chỉnh thơng số và xuất file G – codes:
˗ Chọn Edit Process Setting
+ Chọn vật liệu sử dụng cho máy: PLA
+ Phần thiết lập chung (General Setting): để điền đầy (Infill
Percentage) là 20%
˗ Chuyển sang thẻ Extruder, đặt các thông số như sau:

+ Đường kính vịi phun (Nozzle diameter): 0,4 mm
+ Hệ số đùn (Extrusion multiplier): 0,91
+ Bề rộng sợi nhựa khi đùn ra (Extrusion width): 0,4 mm
+ Khoảng rút nhựa khi đầu phun không in (Retraction distance): 4
mm
+ Tốc độ rút nhựa (Retracion speed): 70 mm/s
+ Coasting distance: 0,2 mm (khi quá trình in cịn 0,2 mm trước khi
đầu phun di chuyển không in, hệ thống ngưng cấp liệu để lượng vật
liệu tiếp tục chảy ra lắng dộng vào 0,2 mm)
+ Wipe distance: 5 mm (đầu phun tiếp tục di chuyển thêm 5 mm trên
bề mặt chi tiết để vòi phun làm sạch nhựa trước khi đi sang vị trí
khác)
˗ Chuyển sang thẻ Layer: là thơng số về kích thước lớp in
Thiết lập các thông số
+ Chiều cao lớp (Primary layer height): 0,1 mm
+ Số lớp điền đầy bề mặt trên (Top solid layers): 4 lớp
Nhóm 31
24