bài giảng công nghệ gia công phi truyền thống

B MễN DUYT
Ch nhim B mụn
TS Trn c Tng
CNG BI GING
(Dựng cho 03 tit ging)
Hc phn: CễNG NGH GC
PHI TRUYN THNG
B mụn: Cụng ngh thit b v
HKVT
Khoa: Hng Khụng V Tr
GIO VIấN
Ths Trn Anh Vng
Bi ging 1: Tng quan v GCPTT
Chng m u Mc 0.1 + 0.2
Tit th: 1-3 Tun th: 1
- Mc ớch, yờu cu:
Nm s lc v Hc phn, cỏc chớnh sỏch riờng ca giỏo viờn, a ch
Giỏo viờn, bu lp trng Hc phn.
Nm c khỏi nim v gia cụng truyn thng, gia cụng phi truyn thng,
so sỏnh hai phng phỏp.
Cỏc nhúm phng phỏp gia cụng phi truyn thng: C, nhit, húa
Cỏc c s la chn phng phỏp.
- Hỡnh thc t chc dy hc: Lý thuyt, tho lun, t hc, t nghiờn cu.
- Thi gian: Lý thuyt, tho lun: 3t; T hc, t nghiờn cu: 6t
- a im: Ging ng do P2 phõn cụng
- Ni dung chớnh:
1 Khỏi nim, phõn loi GCPTT (1 tit)
Dụng cụ và chi tiết luôn luôn tiếp xúc,
chuyển đông tơng đối, tơng tác lực với
nhau -> biến dạng, ma sát và mòn dụng
cụ

Dụng cụ và phôi không có tiếp xúc trực tiếp, lực tác dụng
không có hoặc nhỏ => ít hoặc không có biến dạng. Dụng cụ
bi mòn nhanh
Yêu cầu vật liệu phôi dễ cắt (độ cứng, độ
bền, độ dai không lớn)
Có thể cắt các vật liệu khó gia công: cứng (gốm, HK cứng,
đá,thủy tinh), dai (HK titan, thép không gỉ); phi kim
(polyme,composite), hình dạng chi tiết phức tạp hoặc thay
đổi (vải, giấy),
Hình dạng chi tiết không phức tạp và tiêu
chuẩn (tròn xoay, hộp, răng, ren, )
Hình dạng có thể phức tạp hơn: rãnh hoặc lỗ nhỏ; rãnh
hoặc lỗ sâu; các hình trang trí, nghệ thuật,
Thiết bị, dụng cụ đơn giản, đã đợc chuẩn
hóa cao độ, sử dụng phổ cập
Thiết bị và dụng cụ đặc biệt, đắt; điều khiển quá trình công
nghệ khó khăn, nên chi phí gia công thờng cao
Năng suất gia công cao, chất lợng gia
công chấp nhận đợc, chi phí gia công
thấp
Năng suất bóc vật liệu thờng thấp, chất lợng bề mặt thờng
tốt, lớp vật liệu bề mặt thờng ít bị h hỏng
ứng dụng phổ biến ứng dụng khi có yêu cầu đặc biệt mà GCTT không thể hoặc
khó đáp ứng: vật liệu khó gia công, hình dạng phức tạp,
2 c trng v ng dng ca GCPTT (2 tit)
- Yờu cu SV chun b:
c trc TL1 v TL2 chng 1 tng quan v cỏc PPGC c bit.
Bi ging 2: Cỏc phng phỏp gia cụng c hc
Chng 1 Mc 1.1 + 1.2 +1.3 +1.4
Tit th: 4-6 Tun th: 2

- Mc ớch, yờu cu:
Nm c cỏc PP gia cụng c: Gia cụng dựng siờu õm, Gia cụng bng tia
nc, Gia cụng cú rung ng v Ct cao tc (Nguyờn lý, thit b, ch cụng ngh,
kh nng cụng ngh).
- Hỡnh thc t chc dy hc: Lý thuyt, tho lun, t hc, t nghiờn cu
- Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 3; Tự học, tự nghiên cứu: 6t.
- Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công
- Nội dung chính:
1.1 Gia công dùng siêu âm
Bản chất: Hạt mài trong dung dịch, đợc truyền dao động tần số cao (siêu âm)
bắn phá, bào mòn vật liệu phôi.
Quá trình
- Dung dịch chứa hạt mài đợc bơm vào khe giữa dụng cụ và phôi (khoảng
0,02-0,1mm);
- Dụng cụ dao động vuông góc với bề mặt gia công, với tần số siêu âm,
khoảng 16-25kHz, biên đ? khoảng 20-75µm;
- Hạt mài nhận năng lợng dao động, chuyển động với vận tốc cao, bắn phá,
làm vỡ, mòn bề mặt phôi.
- Dụng cụ chuyển động tịnh tiến dọc trục, thực hiện ăn dao theo phương Z;
- Nếu phôi chuyển động đọc theo X, Y thì có thể gia công như phay.
1.2 Gia công bằng tia nước

1.3 Gia công bằng tia hạt mài
• Hệ thống cấp khí nén: máy nén khí, van điều áp, lọc, sấy, Nếu dùng khí
khác thì cấp thẳng);
• Hệ thống cấp hạt mài (thùng, phễu);
• Buồng trộn khí - hạt mài, gồm sàng rung (điện - từ);
• Van và ống dẫn hỗn hợp khí - hạt mài đến vòi phun;
• Hệ thống gia công: vòi phun, bàn máy, trong buồng kín;
• Hệ thống thu hồi khí - hạt mài.

- Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL1, TL2, chương 2: Các PP gia công cơ
Bài giảng 3: Các phương pháp gia công hóa học
Chương 2 Mục 2.1 + 2.2
Tiết thứ: 6-9 Tuần thứ: 3
- Mục đích, yêu cầu:
• Nắm được về các phương pháp gia công hóa học: Khái niệm, quy trình
gia công, các tham số công nghệ, các PP gia công hóa, quy trình tạo phôi
hóa.
• Nắm được về phương pháp gia công điện hóa: Nguyên lý, thiết bị, các
thông số công nghệ, đặc điểm công nghệ và ứng dụng.
- Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu
- Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 3; Tự học, tự nghiên cứu: 6t.
- Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công
- Nội dung chính:
2.1 Gia công bằng hoá học
Khi kim loại tác dụng với axit hay kiềm mạnh sẽ tạo thành muối hòa tan trong
dung dịch. Vì vậy những vùng kim loại tiếp xúc với hóa chất sẽ bị mòn đi, chỗ
nào cần để lại thì đợc phủ lớp bảo vệ. Hiện tượng này được dùng để gia công
(khắc) chi tiết bằng kim loại. Còn được gọi là khắc hóa (Chemical Etching);
Các ứng dụng
- Tạo các hốc, rãnh nông, rộng trên các tấm, đĩa, vật rèn, đc,
- Thường đợc sử dụng trong kỹ thuật điện tử: làm mạch in, lò xo phẳng,
vạch trên encoder, chíp IC, mắt sàng, lọc trong kỹ thuật y tế, lò vi sóng,
Bề mặt có thể rất nhỏ hoặc rất lớn.
Quy trình:
1. Khắc thủng các tấm kim loại mỏng (đến 0,025mm);
2. Mặt nạ được tạo (có thể 2 mặt) bằng phơng pháp quang hóa: nhúng hoặc phủ lớp
cảm quang, phơi dới tia cực tím với âm bản để phân hủy vùng không bảo vệ;
3. Phun hóa chất ăn mòn lên bề mặt đã được tạo mặt nạ. Vùng không bảo vệ bị ăn
mòn;

4. Có thể làm mạch in, tấm hoa văn trang trí hình dạng phức tạp. Có thể gia công chi
tiết nhỏ
2.2 Gia công bằng điện hoá
Kết hợp điện năng với các phản ứng hóa học để ăn mòn vật liệu, ngược với
quá trình mạ điện.
• Dựa vào hiện tượng ăn mòn anot trong dung dịch điện ly, đặt trong điện
trường. Phôi được nối với cực dương, dụng cụ với cực âm của nguồn điện 1
chiều;
• Phôi và dụng cụ được ngăn cách bởi một lớp dung dịch điện phân, do bơm
cung cấp.
• Chất điện phân thường là muối (ví dụ NaCl). Trong dung dịch nó bị phân ly
thành Ion dương và Ion âm;
• Ion âm liên kết với Ion kim loại trong cực dương (chi tiết) tạo thành muối,
hòa tan trong dung dịch;
• Do vật liệu dơng cực bị tan, nó bị ăn mòn, chép lại hình của âm cực (dụng
cụ);
• Thể tích kim loại bị cắt: V=CIt,
I- cường độ dòng điện, t- thời gian gia công, C- hệ số tỷ lệ
• Dung dịch điện phân được bơm qua khe hở giữa phôi và dụng cụ để lu
chuyển ion và chất tạo thành;
• Vật liệu dụng cụ thờng là đồng, thép không gỉ, có hình dạng ngược với dạng
phôi (âm bản). Vùng không tham gia cắt được phủ;
• Khe hở thường khoảng 0.003 - 0.030 in (0,076-0,76mm);
• Chất điện phân thường dùng là muối ăn.

- Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL1, TL2, chương 3,4 các PP gia công hóa
học và điện hóa.
Bài giảng 4: Các phương pháp nhiệt
Chương 3 Mục 3.1 + 3.2
Tiết thứ: 10 -12 Tuần thứ: 4

- Mục đích, yêu cầu:
• Nắm được về phương pháp gia công tia lửa điện: Nguyên lý, thiết bị, các
thông số công nghệ, đặc điểm công nghệ và ứng dụng.
• Nắm được về phương pháp gia công cắt dây: Nguyên lý, thiết bị, các
thông số công nghệ, đặc điểm công nghệ và ứng dụng.
- Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu
- Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 3; Tự học, tự nghiên cứu: 6t.
- Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công
- Nội dung chính:
3.1 Gia công dùng tia lửa điện
• Nung chảy hoặc làm bay hơi vật liệu dẫn điện (kim loại) do nhiệt năng của tia
lửa điện (8000-12000
o
C). Tia lửa điện phóng từ dụng cụ (cực âm) qua dung
dịch điện môi sang phôi (cực dơng). Chỗ phóng điện hình thành "hố bom"
(Crater);
• Dung dịch đợc bơm qua khe hở giữa dụng cụ và phôi, có 3 tác dụng:
– Khi điện áp thấp, cách điện. Khi điện áp đ? cao, bị ion hóa, cho tia lửa
điện phóng qua;
– Tải phế liệu khỏi vùng gia công;
– Tải nhiệt, làm nguội vùng gia công.
• Hình dạng của phôi đợc chép từ hình dạng dụng cụ nhng kích thớc lớn hơn
(phải có khe hở); Tiết diện phôi (và lỗ) có thể phức tạp;
• Vật liệu _ phôi phải dẫn điện;
• Các thông số công nghệ quan trọng:
– Dòng điện phóng (I);
– Tần số phóng tia lửa điện (hàng trăm đến hàng ngàn lần trong 1 giây).
– Năng suất gia công phụ thuộc dòng điện và nhiệt độ móng chảy của
vật liệu phôi: MRR=4×10
4

×

IT
w
-1,23
(mm
3
/ph);
– Tốc độ tiêu hao vật liệu dụng cụ: W
t
=11×10
3
×

IT
t
-2,38
(mm
3
/ph);
– Tỷ số tiêu hao phôi - dụng cụ: R=MRR/W
t
dao đ?ng trong khoảng
1,0-100, tùy thuộc cặp đi vật liệu.
3.2 Gia công cắt dây
• Điện cực dạng dây, chạy liên tục. Vùng gia công đợc tới hoặc ngâm trong
dung dịch điện môi.
• Đường kính dây khoảng 0,003-0,012 in (0,076-0,3mm);
• Vật liệu dây có thể là đồng, volfram, molipden;
• Dung dịch điện môi có thể là nước hoặc dầu.

• Bàn máy mang chi tiết chuyển động theo trục X, Y, tạo thành khe cắt hẹp;
- Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL1, TL2, chương 5 phần A, B PP gia công
nhiệt.
Bài giảng 5: Các phương pháp nhiệt (tiếp)
Chương 3 Mục 3.3 + 3.4 +3.5
Tiết thứ: 14 -15 Tuần thứ: 5
- Mục đích, yêu cầu:
• Nắm được về phương pháp gia công tia laser: Nguyên lý, thiết bị, các
thông số công nghệ, đặc điểm công nghệ và ứng dụng.
• Nắm được về phương pháp gia công bằng tia điện tử: Nguyên lý, đặc
điểm công nghệ và ứng dụng.
• Nắm được về phương pháp gia công bằng plasma: Nguyên lý, đặc điểm
công nghệ và ứng dụng.
- Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, bài tập, thảo luận, tự học, tự nghiên
cứu
- Thời gian: Lý thuyết, bài tập, thảo luận: 3; Tự học, tự nghiên cứu: 6t.
- Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công
- Nội dung chính:
3.3 Gia công bằng tia laser
• Nhờ khả năng hội tụ cao của laser, quang năng được tập trung rất cao, sinh
nhiệt, làm bốc hơi, ăn mòn vật liệu phôi;
• Lọai laser:
– Khí (CO
2
);
– Rắn: hồng ngọc tổng hợp, YAG (Ytri - Nhôm - Granat),
– Bán dẫn: Ge, Si, Ga,
• Luồng khí áp suất cao đợc dùng để tăng hiệu quả cho quá trình: thổi nguội và
các hạt xỉ tạo ra.
• Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả gia công:

– Độ phản quang của gương;
– Tính chất nhiệt (độ dẫn, nhiệt dung) của vật liệu phôi;
– Nhiệt độ nóng chảy của vật liệu phôi
3.4 Gia công bằng tia điện tử
• Tia điện tử sinh ra nhờ hiệu điện áp giữa cathode và lới, hội tụ do lưới có dạng
cầu lõm;
• Khi bay trong điện trường giữa cathode và anode, các điện tử tăng tốc (tới
khoảng 3/4C) và qua van.
• Qua thấu kính từ (Magnetic Len), tia hội tụ trên bề mặt phôi, năng lợng tập
trung mật độ cao, độ nung chảy và làm bốc hơi vật liệu.
• Vùng gia công phải đặt trong chân không để tránh các điện tử khỏi bị cản trở
và va đập bởi các phân tử không khí (tia laser không cần vì kích thước và khối
lượng của các photon rất nhỏ so với điện tử);
3. 5 Gia công bằng plasma
• Plasma là trạng thái đặc biệt (thứ 4) của vật chất: chất khí bị ion hóa, chứa các
điện tử và các ion dơng chuyển động tự do.
• Chất khí để tạo plasma thường là khí trơ: H
2
, N
2
, He,
• Để ion hóa (tách điện tử khỏi phân tử khí), cần năng lượng: nhiệt, điện, quang
(tia UV, laser). Nếu năng lượng không đủ, điện tử và ion trong plasma kết hợp
lại với nhau thành khí trơ
• Dòng plasma có thể được tăng tốc, lái bằng điện trường hoặc từ trường. Nhờ
đó có thể điều khiển Plasma theo ý muốn.
- Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL1, TL2, chương 5 phần C, D và E PP gia
công nhiệt.
Bài giảng 6: Công nghệ tái tạo
Chương 4 Mục 4.1 + 4.2

Tiết thứ: 16 -18 Tuần thứ: 6
- Mục đích, yêu cầu:
• Nắm được quy trình sáng tạo sản phẩm, quy trinh phát triển sản phẩm
bằng công nghệ tái tạo, các lĩnh vực của công nghệ tái tạo.
• Thiết bị dùng trong công nghệ tái tạo.
• Lĩnh vực ứng dụng công nghệ tái tạo
- Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu
- Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 3; Tự học, tự nghiên cứu: 6t.
- Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công
- Nội dung chính:
4.1 Khái niệm, phân loại
Trình tự thực hiện
1. Số hóa bề mặt (quét, dò)
Chọn thiết bị, chuẩn bị chi tiết, quét đ? thu nhận dữ liệu số. Kết quả là lới
điểm hoặc đm mây điểm (point cloud data).
2. Xử lý dữ liệu điểm
Lọc nhiễu, ghép mảng, sắp xếp, đ? tạo thành một bộ dữ liệu tổng thể, rõ
ràng, chặt chẽ của đ?i tợng. Kết quả là lới đa giác (polygon mesh) biểu diễn bề
mặt.
3. Xuất kết quả
Tùy theo mục đch sử dụng mà kết quả có thể đợc xuất dới các dạng khác
nhau:
- Chơng trình cho máy CNC;
- Dạng STL cho tạo mẫu nhanh
- Dạng bề mặt (NURBS) đ? tạo mô hình trong CAD.
4.2 Thiết bị dùng trong công nghệ tái tạo
- Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL3, TL5
Bài giảng 7: Công nghệ tái tạo (tiếp)
Chương 4 Mục 4.3
Tiết thứ: 19 -21 Tuần thứ: 7

- Mục đích, yêu cầu:
• Nắm được quy trình thiết kế ngược, các phương pháp thu thập dữ liệu, các
kỹ thuật quét.
• Phương pháp lấy mẫu tiếp xúc, không tiếp xúc.
• Phần mềm dùng trong công nghệ tái tạo: Geomagic, Rapidform.
- Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu
- Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 3; Tự học, tự nghiên cứu: 6t.
- Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công
- Nội dung chính:
4.3 Phần mềm dùng trong công nghệ tái tạo
- Rapidform XOR
- Geomagic Studio, Geomagic Spark.
- Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL3, TL5
Bài giảng 8: Công nghệ tái tạo (tiếp)
Chương 4 Mục 4.4
Tiết thứ: 22 -24 Tuần thứ: 8
- Mục đích, yêu cầu:
• Nắm được phương pháp chuyển đổi dữ liệu từ dữ liệu quét chuyển sang
dạng STL, IGS.
• Nắm được phương pháp ử dụng dữ liệu quét chuyển sang làm việc với các
phần mềm CAD, CAM, CAE (lập trình gia công trên máy CNC hay thiết
kế khuôn).
- Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu
- Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 3; Tự học, tự nghiên cứu: 6t.
- Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công
- Nội dung chính:
4.4 Trao đổi dữ liệu với CAD/CAM/CAE
- Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL3, TL5
Bài giảng 9: Công nghệ tái tạo (tiếp)
Chương 4 Mục 4.5

Tiết thứ: 25-27 Tuần thứ: 9
- Mục đích, yêu cầu:
• Làm quen với thiết bị quét 3D handyscan.
• Thực hành quét một số sản phẩm thật, xử lý dữ liệu quét trên phần mềm
Geomagic, chuyển dữ liệu sang dạng STL và IGS.
- Hình thức tổ chức dạy học: Thực hành, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu
- Thời gian: Thực hành, thảo luận: 3; Tự học, tự nghiên cứu: 6t.
- Địa điểm: Phòng thí nghiệm CAD/CAM bộ môn CNTB và HKVT.
- Nội dung chính:
4.5 Thực hành với máy quét 3D handyscan và phần mềm Geomagic.
Nghiên cứu cơ sở về nguyên lý quét:
• Nhiệm vụ của bước quét là đo tọa độ (x, y, z) của các điểm trên vật, tạo ra
lới hoặc đám mây điểm tương ứng. Bước này còn được gọi là số hóa
(Digitizing).
• Có nhiều phương pháp số hóa khác nhau:
– Dùng máy đo tọa độ (Coordinate Measuring Machine - CMM);
– Các phương pháp dùng thị giác máy (Computer Vision).
• Trước khi xuất hiện máy đo tọa độ, kích thước và vị trí các bề mặt được
đo, ghi thủ công.
Tiến hành thực hành quét:
- Các mẫu vật sinh viên tự chọn
- Tiến hành quét -> xử lý dữ liệu ->thiết kế lại -> đánh giá sai số thiết kế.
- Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL3, TL5
.
Bài giảng 10: Công nghệ tái tạo (tiếp)
Chương 4 Mục 4.5
Tiết thứ: 28-30 Tuần thứ: 10
- Mục đích, yêu cầu:
• Làm quen với thiết bị quét 3D handyscan.
• Thực hành quét một số sản phẩm thật, xử lý dữ liệu quét trên phần mềm

Geomagic, chuyển dữ liệu sang dạng STL và IGS.
- Hình thức tổ chức dạy học: Thực hành, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu
- Thời gian: Thực hành, thảo luận: 3; Tự học, tự nghiên cứu: 6t.
- Địa điểm: Phòng thí nghiệm CAD/CAM bộ môn CNTB và HKVT.
- Nội dung chính:
4.5 Thực hành với máy quét 3D handyscan và phần mềm Geomagic.
Tiến hành thực hành quét:
- Các mẫu vật sinh viên tự chọn
- Tiến hành quét -> xử lý dữ liệu ->thiết kế lại -> đánh giá sai số thiết kế.
- Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL3, TL5
Bài giảng 11: Công nghệ tạo mẫu nhanh
Chương 5 Mục 5.1 + 5.2
Tiết thứ: 31-33 Tuần thứ: 11
- Mục đích, yêu cầu:
• Nắm được tổng quan về công nghệ tạo mẫu nhanh.
• Các phương pháp công nghệ tạo mẫu nhanh.
• Ứng dụng của công nghệ tạo mẫu nhanh.
- Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu
- Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 3; Tự học, tự nghiên cứu: 6t.
- Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công.
- Nội dung chính:
5.1Khái niệm, phân loại
 Khái niệm:
- Tạo trực tiếp vật thể (mẫu, khuôn, sản phẩm) từ mô hình 3D trong máy
tính.
- Tạo vật thể 3D (mẫu) bằng cách xếp chồng từng lớp vật liệu tương ứng
với các lớp cắt cách đều nhau. Hình dạng của mỗi lớp được xác định trực
tiếp từ mô hình CAD-3D.
- Có thể tạo mẫu để thử nghiệm, quảng cáo (R-Prototyping); khuôn, lõi (R-
Tooling); chi tiết dùng ngay (R-manufacturing).

- "Nhanh" không chỉ nhằm ám chỉ thời gian mà chủ yếu là chỉ quá trình tự
động, trực tiếp tạo vật thể từ mô hình CAD (Direct Digital, Additive, On-
demand Manufacturing, Solid freeform fabrication (SFF).
 Ưu điểm:
- Nhanh, thời gian không phụ thuộc độ phức tạp mà chỉ phụ thuộc kích
thước vật thể;
- Tạo mẫu phức tạp, bề mặt tự do;
- Tính tự động hóa cao,không đi hỏi can thiệp, giám sát;
- Dễ thực hiện;
- Giảm chi phí tạo mẫu (không phải làm khuôn, gia công).
 Nhược điểm
- Độ chính xác, chất lượng bề mặt không cao (cỡ 0,1mm), bậc thang;
- Vật liệu ròn, kém bền, kém chịu nhiệt, chịu ẩm (tùy trường hợp);
5.2Các phương pháp tạo mẫu nhanh thường gặp
Các phuơng pháp
1. Stereolithography (STL, SLA) –in nổi
2. Selective Laser Sintering (SLS) – thiêu kết laser
3. Fused Deposition Modeling (FDM) - phun vật liệu lỏng
4. Three-Dimensional Printing (3-DP) – in 3D
5. Laminated Object Manufacturing (LOM) – tạo hình tù tấm
6. Objet Modeling (OJM)
Vật liệu: chuyên dùng, thờng bán theo máy; có thể ở dạng lỏng, bột, rắn.
- Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL3, TL5
Bài giảng 12: Công nghệ tạo mẫu nhanh (tiếp)
Chương 5 Mục 5.2
Tiết thứ: 34-36 Tuần thứ: 12
- Mục đích, yêu cầu:
• Nắm được quy trình tạo mẫu nhanh.
• Nắm được phương pháp Stereolithography (STL) và Selective Laser
Sintering (SLS) (Nguyên lý và thiết bị, vật liệu, quá trình, hậu xử lý, khả

năng công nghệ).
- Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu
- Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 3; Tự học, tự nghiên cứu: 6t.
- Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công.
- Nội dung chính:
5.2 Các phương pháp tạo mẫu nhanh thường gặp
- Quy trình tạo mẫu nhanh
Gồm 5 bước. 3 bước đầu chung cho mọi phương pháp.
1. Tạo mô hình CAD-3D (trực tiếp từ CAD hoặc RE);
2. Chuyển dữ liệu CAD thành dạng STL (Standard Triangulation
Language);
3. Cắt mô hình STL thành từng lớp chiều dày xác định, tạo các lớp
(mặt) cắt;
4. Tạo hình (điền vật liệu) theo từng lớp tương ứng (về hình dạng,
chiều dày) với các lớp trong mô hình;
5. Hậu xử lý: bỏ xương đỡ (nếu có), làm sạch, làm chắc (nếu cần).
- Phương pháp Stereolithography (STL) – In nổi
 Bể chứa chất lỏng (cao su, polymer cảm quang - Photosensitive
UV-curable resin/polymer); một tấm đỡ được ngâm trong bể, cách
mặt chất lỏng 1 lớp mỏng, tạo thành màng chất lỏng trên bề mặt
tấm đỡ.
 Nguồn laser (He-Cd hoặc Ar) chiếu chùm tia cực tím (bước sóng
320-370 nm), làm đông cứng vị trí chiếu vào;
 Khả năng công nghệ
 Chậm, vì laser chiếu điểm nên mất nhiều thời gian quét; sau mỗi
lớp phải chờ vật liệu ổn định mới tạo được lớp sau.
 Độ chính xác kích thước cao so với các phương pháp RP khác (nhờ
nguồn laser chính xác cao, dùng vật liệu lỏng nên có thể tạo lớp rất
mỏng).
 Sản phẩm tạo ra có tính chất như chất dẻo (có thể trong suốt, chịu

nớc, mềm dẻo, tơng tự ABS, PS, PP, PE, cao su, ); một số loại
giòn, chịu nhiệt kém. Nói chung không dùng ngay được mà thường
làm mẫu;
 Vật liệu đa dạng, dễ kiếm.
 Cần xương đỡ;
 Lựa chọn
 Điển hình, sớm nhất, thơng mại hóa cao nhất (3D Systems, 1987);
 Chọn khi yêu cầu sản phẩm có độ chính xác cao, nhưng không đi
hỏi cơ tính tốt và năng suất cao.
- Phương pháp Selective Laser Sintering (SLS)
 Thiết bị
 Buồng tạo hình có một tấm đỡ gắn trên 1 piston, được điều khiển
lên-xuống (Z) chính xác nhờ hệ điều khiển servo; khoang cấp liệu
và khoang chứa vật liệu thừa;
 Nguồn laser CO
2
và hệ thống thấu kính tạo chùm tia laser và hệ
thống quét 2D (X, Y), nung chảy vật liệu;
 Quá trình (Processing)
 Vậ liệu bột (cỡ hạt ≈50µm) được trải thành thớ lên bề mặt đĩa đặt
trong buồng có nhiệt độ gầnsát với nhiệt độ nóng chảy;
 Tia laser đượ quét khắp bề mặt, làm nóng chảy lớp vật liệu, khi
nguội thành lớp đặc;
 Mộ tấ gạt loại bỏ vật liệu thừa, cha đông kết để tạo thành lớp đồng
đều;
 Tấm đỡ đi xuống một khoảng bằng chiều dầy lớp (0,1-0,15mm);
 Bộ phận cung cấp trải lớp vật liệu tiếp theo
 Quá trình tiếp tục đến khi trải hết các lớp.
 Không cần xương đỡ.
 Hậ xửlý (Postprocessing)

 Để nguội, lấy vật ra khỏi khối bột, làm sạch
- Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL3, TL5
Bài giảng 13: Công nghệ tạo mẫu nhanh (tiếp)
Chương 5 Mục 5.2
Tiết thứ: 37-39 Tuần thứ: 13
- Mục đích, yêu cầu:
• Nắm được phương pháp Fused Deposition Modeling (FDM), Three-
Dimensional Printing (3-DP), Laminated Object Manufacturing (LOM),
Objet Modeling (OJM) (Nguyên lý và thiết bị, vật liệu, quá trình, hậu xử
lý, khả năng công nghệ).
- Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu
- Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 3; Tự học, tự nghiên cứu: 6t.
- Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công.
- Nội dung chính:
5.2 Các phương pháp tạo mẫu nhanh thường gặp (tiếp)
Fused Deposition Modeling (FDM),
 Thiết bị
 Buồng tạo hình có một tấm đỡ gắn trên 1 piston, được điều khiển
lên-xuống (Z) chính xác nhờ hệ điều khiển servo;
 Đầu phun có nhiệm vụ nung chảy vật liệu và phun thành lớp trên
mặt tấm đỡ. Đầu phun được điều khiển theo phơng X, Y để trải vật
liệu;
 Bộ phận cấp vật liệu chính và vật liệu đỡ.
 Quá trình (Processing)
 Vậ liệu plastic rắn dạng dây từ tang cuốn được cấp qua buồg đốt,
nung nóng chảy, sau đó được phun thành từng vệt (0,2-1,0mm) tùy
theo đườg kính lỗ phun. Khi nguội, vậ liệu tạ thành lớ đặc;
 Sau khi mỗi lớp được trải xong, tấm đỡ đi xuốg một khoảng bằng
chiề dày lớp (0,17-0,35mm);
 Quá trình tiế tục đến khi hoàn thành tất cả các lớp.

 Để giảm năng lượng cho buồng đốt, và lớp trải đồng đều, nhiệt độ
trong buồng được giữ gần sát với nhiệ độ nóng chảy vật liệu.
 Vậ liệ đỡ được phun từ vòi riêng, đồng thời với vật liệu chính.
Thườg dùng vật liệu dạng sáp (rẻ sau đó phá bỏ hoặc vật liệu hòa
tan trong nước (đắt, có thể dùng cho khe hẹp)
 Hậ xửlý (Postprocessing)
 Ngoài phá bỏ khối đỡ, không cần làm gì khác.
Three-Dimensional Printing (3-DP),
Laminated Object Manufacturing (LOM),
- Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc trước TL3, TL5
Bài giảng 14: Công nghệ tạo mẫu nhanh (tiếp)
Chương 5 Mục 5.3
Tiết thứ: 40-42 Tuần thứ: 14
- Mục đích, yêu cầu:
• Làm quen với thiết bị tạo mẫu nhanh, phần mềm điều khiển máy.
• Thực hành in mẫu đã quét và xử lý ở phần trước.
- Hình thức tổ chức dạy học: thực hành, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu
- Thời gian: thực hành, thảo luận: 3; Tự học, tự nghiên cứu: 6t.
- Địa điểm: Phòng thí nghiệm CAD/CAM, bộ môn CNTB và HKVT.
- Nội dung chính:
5.3 Thực hành với máy tạo mẫu nhanh
- Sinh viên chuẩn bị mô hình chi tiết đã thiết kế lại ở phần thực hành
về công nghệ tái tạo.