NGHIÊN cứu THIẾT kế hệ THỐNG tạo mẫu NHANH SLS THEO mô ĐUN

M căl c
ωh

ng 1 T NG QUAN .............................................................................1

1.1. T ng quan về tình hình nghiên c u, các k t qu nghiên c u trong vƠ ngoƠi
n ớc đƣ vông b ...................................................................................................1
1.1.1. Đặt v n đề ......................................................................................1
1.1.2. ωông ngh t o m u nhanh .............................................................1
1.1.2.1.

u, nh

c đi m c a ph

ng pháp SLS .................................3

1.1.2.2. V t li u vƠ các s n phẩm t o ra từ công ngh SLS ................4
1.1.3. Khái ni m về thi t k s n phẩm theo môđun ................................5
1.1.4. Tình hình nghiên c u ....................................................................5
1.1.4.1. Trong n ớc .............................................................................5
1.1.4.2. NgoƠi n ớc .............................................................................9
1.2. M c đích vƠ Ủ nghĩa c a đề tƠi ....................................................................10
1.2.1. M c đích c a đề tƠi .....................................................................10
1.2.2. ụ nghĩa c a đề tƠi ........................................................................10
1.2.2.1. ụ nghĩa công ngh ................................................................10
1.2.2.2. ụ nghĩa kinh t .....................................................................11
1.2.2.3. ụ nghĩa xƣ h i .......................................................................11
1.3. Đ i t
1.4. Ph

ng vƠ ph m vi nghiên c u c a đề tƠi ...............................................11
ng pháp nghiên c u .............................................................................11

1.5. K t c u c a lu n văn ....................................................................................12
ωh

ng 2 ω S Lụ THUY T ................................................................13

2.1. Nguyên lỦ lƠm vi c c a thi t b ...................................................................13
viii


2.2. Các Patent liên quan ....................................................................................14
2.2.1. Patent US 4,863,538 ....................................................................14
2.2.2. Patent s 5,658,412 .....................................................................15
2.2.3. Patent s 6,215,093 .....................................................................15
2.2.4. Patent s 6,554,600 .....................................................................16
2.2.5. Patent s 5,430,666 .....................................................................16
2.2.6. Patent s 5,427,733 .....................................................................17
2.3. M t s máy t o m u nhanh SLS trên th tr

ng .........................................18

2.3.1. H th ng Sinterstation HiQ c a 3D Systems ..............................18
2.3.2. Máy Sinterstation .......................................................................19
2.3.3. Máy HRPS-IV. Trung Qu c.......................................................20
2.4. Nghiên c u các y u t

nh h

ng trong quá trình t o m u nhanh SLS ......20

2.4.1. nh h

ng c a vi c gia nhi t đ n ch t l

ng c a s n phẩm ......20

2.4.2. nh h

ng c a t c đ quét đ n kh năng thiêu k t v t li u .......22

2.4.3. nh h

ng về đ dƠy c a lớp b t khi thiêu k t ..........................23

2.5. Nguyên t c thi t k t s n phẩm theo môđun.................................................25
2.5.1. Ph

ng pháp phơn tích s n phẩm................................................26

2.5.2. Ph

ng pháp phơn lo i ................................................................27

2.6. Phơn tích đ i t

ng thi t k .........................................................................32

2.6.1. Nguyên li u b t thiêu k t ............................................................32

2.6.2. M u sau khi gia công ..................................................................33
2.7. Ph

ng án thi t k s b .............................................................................33
2.7.1. S đ đ ng c a máy t o m u nhanh SLS ....................................33
ix


2.7.2. S đ h th ng điều khi n ...........................................................34
ωh

ng 3 XÂY D NG QUY TRỊNH THI T K

THEO MỌĐUN,

THI T K H TH NG, L A ωH N ωỄω MỌĐUN ........................................35
3.1. Phân tích nhi m v thi t k .........................................................................36
3.1.1. ThƠnh l p nhóm thi t k ..............................................................36
3.1.2. Phát bi u bƠi toán thi t k h th ng t o m u nhanh SLS ............36
3.2. L p k ho ch th c hi n ậ bi u đ thanh cho d án thi t k h th ng t o m u
nhanh SLS ..........................................................................................................37
3.3. Xác đ nh các yêu c u kỹ thu t .....................................................................38
3.3.1. Xác đ nh yêu c u khách hang đ i với h th ng t o m u nhanh
SLS .................................................................................................................38
3.3.2. Xác đ nh các yêu c u kỹ thu t c a h th ng t o m u nhanh SLS
........................................................................................................................38
3.4. Đ a ra Ủ t

ng .............................................................................................39

3.4.1. Phơn tích ch c năng ....................................................................39
3.4.2. Đ a ra Ủ t

ng .............................................................................40

3.5. Đánh giá Ủ t

ng .........................................................................................42

3.6. L a ch n ph

ng án thi t k c m c p b t ..................................................46

3.7. L a ch n ph

ng án thi t k bƠn nơng Z ....................................................48

3.8. L a ch n ph

ng án vƠ thi t k h th ng gia nhi t ....................................50

3.9. L a ch n ph

ng án h u xử lỦ ....................................................................51

3.10. Sử d ng ma tr n quy t đ nh các Ủ t

ng thi t k ......................................52

3.11. Xác đ nh các đặc tính h th ng (SLS) c a h th ng t o m u nhanh SLS .55

3.12. Xác đ nh nh h

ng c a đặc tính h th ng (SLS) lên các yêu c u ch c

năng chung (GFR) c a th th ng t o m u nhanh ..............................................60
3.13. Xác đ nh h s t m quan tr ng c a GFR c a h th ng t o m u nhanh ....61
x


3.14. Thi t l p ma tr n đ ng d ng c a h th ng t o m u ...................................61
3.15. Hình thƠnh các môđun c a h th ng t o m u nhanh .................................75
ωh

ng 4 TệNH TOỄN THI T K H TH NG MỄY ...........................77

4.1. ωác thông s ban đ u đ tính toán ...............................................................77
4.2. Trình t tính toán .........................................................................................78
4.3. Tính toán các thông s cho h th ng t o m u SLS .....................................86
4.4. Tính toán thi t k c m khung máy ..............................................................97
ωh

ng 5 MỌ PH NG L P RỄP VÀ HO T Đ NG ω A MỄY .........98

5.1. Phơn tích tính toán thi t k t ng th máy ....................................................98
5.2. Phơn tích thi t k các c m ch c năng .........................................................98
ωh

ng 6 K T LU N VÀ KI N NGH .................................................114

6.1. ωác n i dung đƣ th c hi n c a lu n văn ....................................................114

6.2. Ki n ngh h ớng phát tri n c a lu n văn ..................................................114
TĨIăLI UăTHAMăKH O ....................................................................................115

xi


DANH M C CÁC KÝ ảI U VÀ Cả

VI ắ ắ ắ

Ký hi u và
Gi iăthíchăỦănghƿa

Ghi chú

RP

Rapid Prototyping

Công ngh t o m u nhanh

SLS

Selective Laser Sintering

Công ngh t o m u nhanh SLS

SLA

Stereo Lithography Apparatus

Công ngh t o m u nhanh SLA

ch
vi t t t

SGC

Solid Ground Curing

Công ngh t o m u nhanh SGC

LOM

Laminated Objective Manufacturing

ωông ngh t o m u nhanh LOM

FDM

Fuse Deposition Modeling

ωông ngh t o m u nhanh FDM

xii


DANả ẮÁCả ảÌNả Nả
Hình 1-1. Sơ đồ công nghệ ỏ o mẫỐ nhanh ................................................................2
Hình 1-2. Các s n phẩm ỏ o ỏừ ốậỏ liệỐ bộỏ polymer bằng công nghệ SLS ................4

Hình 1-3. Các s n phẩm ỏ o ỏừ ốậỏ liệỐ bộỏ kim lo i bằng công nghệ SLS ................5
Hình 1-4. Cấy ghỨp sọ não ..........................................................................................7
Hình 1-5. Máy ỏ o mẫỐ nhanh ạDM 200mc [4] .........................................................8
Hình 1-6. Đế giày ỏ o mẫỐ nhanh ...............................................................................9
Hình 2-1. NgỐyên lý ho ỏ động c a ỏhiếỏ bị ỏ o mẫỐ nhanh SLS. .............................13
Hình 2-2. Patent US 4,863,538 .................................................................................15
Hình 2-3. Patent 5658412 .........................................................................................15
Hình 2-4. Paỏenỏ s 6,215,093 ..................................................................................16
Hình 2-5. Paỏenỏ s 6554600 ....................................................................................16
Hình 2-6. Paỏenỏ s 5,430,666 ..................................................................................17
Hình 2-7. Paỏenỏ s 542733 ......................................................................................18
Hình 2-8.Máy Sinterstation HiQ Sinterstation® Pro DM100 SLM System .............18
Hình 2-9.Sinterstation® Pro DM100 ........................................................................19
Hình 2-10. Máy HRPS-IV ........................................................................................20
ả nh 2-11. T o mẫỐ s n phẩm bằng laser ỏhiêỐ kếỏ .................................................21
Hình 2-12. BiểỐ đồ lắp ráp máy ỏính cá nhân [...] ....................................................26
Hình 2-13. Phân tích theo cấỐ ỏrúc c a hệ ỏh ng xe [...] .........................................27
Hình 2-14. Phân ỏích ỏheo cấỐ ỏrúc c a bộ phận chỐyên chở [...] ............................27
Hình 2-15. Ma ỏrận liên ỏhỐộc chi ỏiếỏ-máy ..............................................................28
Hình 2-16. Bộỏ ỏhiêỐ kếỏ ốà s n phẩm mẫỐ d ng nhựa [12] .....................................32
Hình 2-17. S n phẩm ỏhiêỐ kếỏ d ng kim lo i ...........................................................33
Hình 2-18. Sơ đồ động c a máy ỏ o mẫỐ nhanh SLS ...............................................33
Hình 2-19. Sơ đồ hệ ỏh ng điềỐ khiển máy ỏ o mẫỐ nhanh SLS ...............................34
Hình 3-1. QỐy ỏr nh ỏhiếỏ kế ỏheo mô đỐn ỏổng qỐáỏ .................................................35
Hình 3-2. ảệ ỏh ng ỏ o mẫỐ nhanh SLS ...................................................................40
Hình 3-3. ảệ ỏh ng ỏ o mẫỐ nhanh SLS ...................................................................41
xiii


Hình 3-4. ảệ ỏh ng cấp bộỏ gia công SLS.................................................................41

Hình 3-5. ảệ ỏh ng cấp bộỏ ốà gia nhiệỏ ...................................................................42
Hình 3-6. Sơ đồ động máy SLS .................................................................................43
Hình 3-7. Sơ đồ hệ ỏh ng kếỏ cấỐ chỐng máy SLS ỏheo phương án 1 .......................44
Hình 3-8.Sơ đồ hệ ỏh ng kếỏ cấỐ chỐng máy SLS ỏheo phương án 2 ........................45
Hình 3-9. Sơ đồ ngỐyên lý cấp bộỏ ngỐyên liệỐ ỏheo phương án 1 ...........................46
Hình 3-10. Sơ đồ ngỐyên lý cấp bộỏ ngỐyên liệỐ ỏheo phương án 2 .........................47
Hình 3-11. Sơ đồ ngỐyên lý h bàn Z ỏheo phương án 1 ..........................................48
Hình 3-12. Sơ đồ ngỐyên lý bàn nâng Z ỏheo phương án 2 ......................................49
Hình 3-13. Sơ đồ ngỐyên lý ốà hệ ỏh ng gia nhiệỏ cho mẫỐ ỏheo phương án 1 ........50
Hình 3-14. Sơ đồ ngỐyên lý ốà hệ ỏh ng gia nhiệỏ cho mẫỐ ỏheo phương án 2 ........51
Hình 3-15. Kếỏ cấỐ khỐng máy đỡ các cụm kếỏ cấỐ đã lựa chọn ..............................52
Hình 3-16. SLS các ỏhùng d ng hộp .........................................................................54
Hình 3-17. ảệ ỏh ng lăn bộỏ .....................................................................................54
Hình 4-1. Kếỏ cấỐ chỐng c a hệ ỏh ng ỏ o mẫỐ nhanh SLS .....................................77
Hình 4-2. Mô h nh hóa cụm con lăn .........................................................................82
Hình 4-3. NgỐyên lý ho ỏ động c a cụm XY .............................................................83
Hình 4-4. Mô hình tính toán ( 2-3d)..........................................................................86
Hình 4-5. Cụm bàn nâng mẫỐ ...................................................................................86
Hình 4-6. Cụm cấp bộỏ ..............................................................................................89
Hình 4-7. Mô h nh hóa cụm con lăn .........................................................................91
Hình 4-8. NgỐyên lý ho ỏ động c a cụm XY .............................................................93
Hình 4-9. Mô h nh cụm khỐng máy ...........................................................................97
Hình 5-1. Mô h nh khỐng máy được ỏhiếỏ kế ...........................................................101
Hình 5-2.XỨỏ định ốị c đinh là ỏ i chân máy .........................................................101
Hình 5-3. Mô h nh đặỏ lực ỏác dụng lên khỐng máy ỏổng ỏhể .................................102
Hình 5-4. Độ dịch chỐyển ỏổng c a khỐng máy ......................................................104
Hình 5-5. Tổng lực ỏác dụng ỏheo phương x ( ạx) ..................................................104
Hình 5-6. Tổng lực ỏác dụng ỏheo phương y ( ạy) ..................................................105
xiv

Hình 5-7. Tổng momeỏ ỏác dụng ỏheo phương x ( Mx) ............................................106
Hình 5-8. Tổng momeỏ ỏác dụng ỏheo phương y ( My) ............................................106
Hình 5-9. Tổng momeỏ ỏác dụng ỏheo phương z ( Mz) ............................................107
Hình 5-10.

ng sỐấỏ pháp lớn nhấỏ ỏác dụng lên ỏoàn máy ....................................108

Hình 5-11.

ng sỐấỏ pháp nh nhấỏ ỏác dụng lên ỏoàn máy ...................................108

Hình 5-12.

ng sỐấỏ Ố n lớn nhấỏ c a ỏrục x ỏác dụng lên ỏoàn máy .....................109

Hình 5-13.

ng sỐấỏ Ố n nh nhấỏ ỏheo ỏrục x ỏác dụng lên ỏoàn máy ...................109

Hình 5-14.

ng sỐấỏ Ố n lớn nhấỏ c a ỏrục y ỏác dụng lên ỏoàn máy .....................110

Hình 5-15.

ng sỐấỏ Ố n nh nhấỏ ỏheo ỏrục y ỏác dụng lên ỏoàn máy ...................110

Hình 5-16.

ng sỐấỏ ỏiếp ỏheo ỏrục x ỏác dụng lên ỏoàn máy ..................................111

Hình 5-17.

ng sỐấỏ ỏiếp ỏheo ỏrục x ỏác dụng lên ỏoàn máy ..................................111

Hình 5-18. Tổng hợp ng sỐấỏ ỏiếp ỏác dụng lên ỏoàn máy.....................................112

xv


DANả ẮÁCả B NẢ BI U
B ng 2-1. nh hưởng c a mộỏ s ỏhỐộc ỏính c a ốậỏ liệỐ đến kh năng ỏhiêỐ kếỏ ....23
B ng 2-2. B ng ỏổng kếỏ các yếỐ ỏ

nh hưởng đến qỐá ỏr nh ho ỏ động c a máy ỏ o

mẩỐ nhanh .................................................................................................................24
B ng 3-1. So sánh phương án ỏhiếỏ kế cụm định ốị nâng Z ......................................45
B ng 3-2. So sánh phương án ỏhiếỏ kế cụm cấp bộỏ ngỐyên liệỐ ..............................47
B ng 3-3. So sánh phương án ỏhiếỏ kế bàn nâng Z ...................................................49
B ng 3-4. So sánh phương án ỏhiếỏ kế hệ ỏh ng gia nhiệỏ ........................................51
B ng 3-5. M i qỐan hệ giữa các bộ phận ỏheo đặc điểm cấỐ ỏrúc ốà đặc điểm ch c
năng ...........................................................................................................................57
B ng 3-6. Ma ỏrận qỐan hệ giữa SLS ốà ẢạR c a hệ ỏh ng ỏ o mẫỐ nhanh ...........60
B ng 3-7. Ma ỏrận đồng d ng ch c năng .................................................................67
B ng 3-8. Ma ỏrận đồng d ng kếỏ cấỐ ......................................................................74
B ng 3-9. Ma ỏrận đồng d ng ỏổng hợp ....................................................................74
B ng 5-1. B ng chi ỏiếỏ ỏính ỏoán chọn ốà chi ỏiếỏ mỐa .............................................98
B ng 5-2. Thông s lựa chọn sử dụng ỏrong qỐá ỏr nh ỏính ỏoán phân ỏích .............99

B ng 5-3. Lực ỏác dụng lên khỐng khi đưa ốào ỏính ỏoán bền ................................100
B ng 5-4. Ph n lực ốà momen ỏ i chân đế [19] .....................................................102
B ng 5-5. Kếỏ qỐ phân ỏích ỏĩnh ............................................................................103
B ng 5-6. Độ dịch chỐyển ỏổng c a khỐng máy .....................................................104
B ng 5-7. Tổng lực ỏác dụng ỏheo phương x ( ạx) ..................................................104
B ng 5-8. Tổng lực ỏác dụng ỏheo phương y ( ạy) ..................................................105
B ng 5-9. Tổng lực ỏác dụng ỏheo phương z ( ạz) ..................................................105
B ng 5-10. Tổng momeỏ ỏác dụng ỏheo phương x ( Mx) .........................................106
B ng 5-11. Tổng momeỏ ỏác dụng ỏheo phương y ( My) .........................................106
B ng 5-12. Tổng momeỏ ỏác dụng ỏheo phương z ( Mz) ..........................................107
B ng 5-13.

ng sỐấỏ pháp lớn nhấỏ ỏác dụng lên ỏoàn máy ...................................108

B ng 5-14.

ng sỐấỏ pháp nh nhấỏ ỏác dụng lên ỏoàn máy ..................................108

B ng 5-15.

ng sỐấỏ Ố n lớn nhấỏ c a ỏrục x ỏác dụng lên ỏoàn máy ....................109
xvi


B ng 5-16.

ng sỐấỏ Ố n nh nhấỏ ỏheo ỏrục x ỏác dụng lên ỏoàn máy ..................109

B ng 5-17.

ng sỐấỏ Ố n lớn nhấỏ c a ỏrục y ỏác dụng lên ỏoàn máy ....................110

B ng 5-18.

ng sỐấỏ Ố n nh nhấỏ ỏheo ỏrục y ỏác dụng lên ỏoàn máy ..................110

B ng 5-19.

ng sỐấỏ ỏiếp ỏheo ỏrục x ỏác dụng lên ỏoàn máy .................................111

B ng 5-20.

ng sỐấỏ ỏiếp ỏheo ỏrục x ỏác dụng lên ỏoàn máy .................................111

B ng 5-21. Tổng hợp ng sỐấỏ ỏiếp ỏác dụng lên ỏoàn máy ....................................112
B ng 5-22.Thông s kỹ ỏhỐậỏ c a các cụm ch c năng ỏrong máy SLS ...................112

xvii


Ch

ngă1

T NGăQUAN

Hi n nay, t o m u nhanh lƠ m t công ngh đang đ
rƣi

c nghiên c u áp d ng r ng

nhiều n ớc trên th giới, đặc bi t lƠ trong b i c nh toƠn c u hóa vƠ khu v c hóa

nền kinh t . Trong ch

ng nƠy s trình bƠy t ng quan về t o m u nhanh ng d ng

trong máy t o m u nhanh SLS.
1.1. T ngăquanăv ătìnhăhìnhănghiênăc u,ăcácăk tăqu ănghiênăc uătrongăvƠăngoƠiă
n

căđƣăvôngăb

1.1.1. Đặtăv năđ
Nhu c u t o ra dòng s n phẩm m u mƣ đa d ng ki u dáng khác nhau trong m t
th i gian ng n là r t lớn: thi t k m u công nghi p, các s n phẩm đúc, các s n phẩm
nh a... Theo các s li u th ng kê, hi n nay r t nhiều các doanh nghi p trong vƠ ngoƠi
n ớc mong mu n sử d ng công ngh t o m u nhanh, đ thi t k vƠ đ a s n phẩm c a
mình nhanh ra th tr
Hi n nay

ng.

n ớc ta vi c thi t k , ch t o các s n phẩm m u (prototype) bằng

công ngh t o m u nhanh cũng nh nghiên c u đ thi t k vƠ ch t o h th ng t o
m u nhanh ch a đ

c phát tri n mặc dù nhu c u c a th tr

ng lƠ không nh . Trên c

s đó đề tƠi “NỂểiên Ế u tểi t Ệ ể tểốnỂ t o mẫu nểanể ẮLẮ tểeo mô đun” đ

c

th c hi n nhằm đáp ng nhu c u th c t hi n nay, ti n tới ch t o h th ng t o m u
nhanh trong n ớc với giá thƠnh rẻ h n so với các thi t b nh p ngo i.
1.1.2. Côngăngh ăt oăm uănhanh
T o m u lƠ mô hình hóa Ủ t
s n phẩm bao gi ng

ng c a ng

i thi t k , tr ớc khi s n xu t hƠng lo t

i ta cũng t o m u tr ớc đ xem xét, phơn tích s phù h p c a

m u so với nh ng yêu c u c a s n phẩm. T o m u nhanh cho phép rút ng n chu kỳ
chuẩn b s n xu t vƠ s n xu t đ đ a nhanh s n phẩm ra th tr
T o m u nhanh có quan h m t thi t với kỹ thu t ng

ng.

c vƠ có vai trò quan tr ng

đ sửa đ i c i ti n vƠ thi t k m t cách sáng t o mô hình o trên máy tính:

1

T O MẪU NHANH

ω i ti n mô hình

ω i ti n

o 3D

mô hình v t lỦ

KỸ THUẬT NG ỢC

Hình 1-1. Ắơ đồ ẾônỂ nỂể t o mẫu nểanể
Do v y, công ngh t o m u nhanh lƠ m t kỹ thu t đ c nh tranh s n phẩm c a
m i doanh nghi p trong th i đ i hi n nay. NgoƠi ra công ngh t o m u nhanh có kh
năng thay đ i m u mƣ s n phẩm m t cách nhanh chóng.
T o m u nhanh áp d ng tích h p các thƠnh t u c a công ngh thông tin, công
ngh t đ ng, c khí chính xác vƠ quang h c, laser, cũng nh công ngh v t li u.
ωông ngh t o m u nhanh hi n nay g m nhiều các ph
SLS, 3DP, SDM, FDM, SGω, SωSầ Trong các ph

ng pháp; SLA, LOM,

ng pháp nƠy, SLS có th sử

d ng v t li u kim lo i cũng nh phi kim lo i, đơy lƠ th m ch c a công ngh nƠy.
Ph

ng pháp t o m u nhanh SLS (Selective Laser Sintering) đ

b i ωarl Deckard vƠo năm 1986
1989, đ
đ u tiên đ

c đ a ra th tr
c th

tr

ng Đ i h c Texas vƠ đ

ng b i t p đoƠn DTM (đ

c phát minh

c bằng sáng ch năm

c thƠnh l p năm 1987). Thi t b

ng m i hóa vƠo năm 1992.

Gi iăthi u côngăngh ăt oăm uănhanhăSLS
Công ngh t o m u nhanh SLS d a trên ph
(Selective Laser Sintering) lƠ kỹ thu t đƣ đ

ng pháp thiêu k t bằng laser

c phát tri n vƠ c p bằng t i tr

ng đ i

h c Texas t i Austin. Với s cung c p tƠi chính từ công ty ψFGoodrich, t p đoƠn
DTM (1987) đƣ nghiên c u th
tiên c a t p đoƠn DTM đƣ đ

ng m i hóa kỹ thu t SLS, thi t b t o m u nhanh đ u
c th

ng m i hóa vƠo năm 1992. NgƠy nay thi t b t o

m u nhanh lo i nƠy cũng đƣ vƠ đang đ
T

ng t ph

ng pháp SLA, ph

lớp nh ng ch t polymer l ng đ

c s n xu t b i m t s các công ty khác.

ng pháp nƠy cũng d a trên quá trình ch t o từng
c thay bằng v t li u b t.
2


1.1.2.1.
a.

u,ănh

căđi măc aăph

ngăphápăSLS

u đi m

-S l

ng v t li u đ a vƠo quá trình lớn giúp cho quá trình t o m u nhanh

chóng. V t li u đ

c d tr trong thùng c p b t đ cho nhiều l n gia công.

- V t li u đa d ng, không đ t tiền, có th sử d ng nhiều lo i v t li u, từ sáp,
polyme, nh a nhi t dẻo, g m cho đ n kim lo i vƠ h p kim. Do đó, có th đ t đ

c

ch t li u s n phẩm với đ bền mong mu n, có th đ t tính ch t v t li u g n bằng so
với thi t k .
- V t li u an toƠn: v t li u d ng b t, th

ng sử d ng trong công nghi p c khí

vƠ tiêu dùng nh sáp, nh a, g m, kim lo i vƠ h p kim nên hoƠn toƠn không đ c h i
ngo i trừ vi c có th gơy b i nên khi sử d ng c n m t s d ng c b o h lao đ ng
đ n gi n nh khẩu trang. Tuy nhiên kích th ớc c a b i khá lớn, ngoƠi t m nguy hi m

(lớn h n 10µm).
- Không c n c c u h tr (Support). V t li u b t không đ
d ng nh c c u h tr cho vi c t o m u. V t li u nƠy s đ
t o m u vƠ có th đ

c tái sử d ng l i sau khi đ

- Gi m s bóp méo do ng su t: Do m u đ
nóng g n đ n nhi t đ nóng ch y vƠ m u đ

c thiêu k t s có tác

c d dƠng l y ra sau khi

c sƠng l c.
c t o với v t li u b t đƣ đ

c nung

c lƠm ngu i từ từ trong thùng b t nên

ng su t d gi m.
- Gi m các giai đo n c a quá trình h u xử lỦ nh ch c n phun cát: N u ch
dùng với ch c năng lƠ m u s n phẩm, thì hoƠn toƠn có th sử d ng ngay hoặc n u
mu n tăng đ bóng bề mặt thì c n xử lỦ phun cát. ωh khi mu n tăng đ c ng g n
nh s n phẩm th t thì mới c n tăng m t đ v t ch t bằng cách xử lỦ l u hoá.
- Không c n xử lỦ tinh (Post-curing).
- ωh t o cùng lúc nhiều chi ti t: ωó th s p x p nhiều v t th trong file gia công
đ gia công đ ng th i, ti t ki m th i gian. Đ i với các ph
v t li u h tr (đặc bi t lƠ ph

ng pháp khác, do khó l y

ng pháp LOM, FDM) thì vi c ch t o cùng lúc nhiều

chi ti t s r t khó khăn trong vi c h u xử lỦ vƠ tách s n phẩm. Tuy nhiên, công ngh
SLS lƠ công ngh mƠ vi c l y v t li u h tr lƠ d dƠng nh t nên h u nh không nh
h

ng quá trình ch t o đ ng th i nhiều chi ti t.
3


- D l y chi ti t sau khi gia công, chi ti t có m t đ v t li u cao có khi lên đ n
100% tùy thu c vƠo v t li u.
b. Nh

c đi m

- Đ bóng bề mặt thô.
- ωhi ti t

tr ng thái r .

- Lớp đ u tiên có th đòi h i m t đ t a đ gi m nh h

ng nhi t (nh u n

quăn).
- M t đ chi ti t không đ ng nh t.

- Thay đ i v t li u c n ph i lƠm s ch máy kỹ cƠng
1.1.2.2. V tăli uăvƠăcácăs năph măt oăraăt ăcôngăngh ăSLS
a. V t li u polymer:
M u t o từ v t li u polymer có th dùng lƠm mô hình v t lỦ đ ki m tra hình
dáng vƠ kích th ớc hình h c, có th sử d ng lƠm mô hình ki m tra ng su t n u v t
li u t

ng đ ng với thi t k . NgoƠi ra cũng có th ch t o chi ti t thay th đ n chi c.

Hình 1-2. CáẾ s n pểẩm t o từ v t ệi u bột poệymer bằnỂ ẾônỂ nỂể ẮLẮ
b. V t li u kim lo i vƠ h p kim:
ωông ngh SLS với kh năng sử d ng v t li u kim lo i vƠ h p kim tr thƠnh
m t trong s ít công ngh t o m u nhanh có th tr thƠnh m t công ngh s n xu t
mới thay cho t o m u. Nó đƣ tr thƠnh DMLS (direct metal laser sintering) vƠ d n
đ

c phát tri n đ th c s tr thƠnh m t công ngh s n xu t nhanh nh gia công

ωNω, với m t l i th lƠ không giới h n về yêu c u thi t k (chi ti t khó gia công,
đ

ng ng vƠ chi ti tầ).
Với v t li u lƠ kim lo i vƠ h p kim, s n phẩm sau t o m u có th đ

c l u hoá

đ tăng m t đ k t dính b t v t li u, t o cho s n phẩm có đ c ng cao vƠ hoƠn toƠn
4

có th sử d ng lƠ m t s n phẩm th c. M t s s n phẩm ví d : máy b m, cánh qu tầ
sử d ng trong công nghi p, các khớp n i y t , các d ng c c t vƠ gia công khác
(EDM, d pầ) có tu i th ng n vƠ trung bình.

Hình 1-3. CáẾ s n pểẩm t o từ v t ệi u bột Ệim ệo i bằnỂ ẾônỂ nỂể ẮLẮ
c. V t li u phi kim:
V t li u phi kim có th lƠ sáp, g mầth

ng dùng lƠm lõi cho công ngh đúc.

1.1.3. Kháiăni măv ăthi tăk ăs năph mătheoămôđun
Thi t k s n phẩm theo mô đun lƠ m t ph
ph c nh

c đi m c a ph

ng pháp thi t k mới nhằm kh c

ng pháp thi t k truyền th ng. Đ i với ph

ng pháp thi t

k truyền th ng, khi chúng ta thay đ i hay c i ti n s n phẩm hi n có thì ph i thi t k
l i toƠn b , vi c nƠy t n r t nhiều th i gian vƠ chi phí phát tri n s n phẩm. NgoƠi ra,
ch t l
v y, ph
ph

ng vƠ giá thƠnh s n phẩm cũng lƠ m t tr ng i đ i với ph

ng pháp nƠy. Vì

ng pháp nƠy ng d ng t t trong quá trình thi t k s n phẩm đ n gi n. Với

ng pháp thi t k mới, chúng ta không ph i thi t k vƠ ch t o tr c ti p s n phẩm

n a mƠ nó s đ

c phơn chia thƠnh các c m chi ti t hay mô đun. ωác mô đun nƠy đ c

l p với nhau về mặt ch c năng nên chúng có th đ

c thi t k vƠ ch t o đ c l p

nhiều n i với điều ki n lƠ s n xu t đúng theo tiêu chuẩn. NgoƠi ra, các mô đun cũng
đ

c ki m tra đ c l p với nhau nên khi l p ráp l i với nhau s hình thƠnh m t s n

phẩm ch t l

ng. Khi chúng ta c n thay đ i hay c i ti n s n phẩm lƠm cho s n phẩm

có tính năng u vi t h n s n phẩm cũ thì ta ch c n thêm vƠo, thay th hay hi u ch nh
m t s mô đun s hình thƠnh m t s n phẩm mới mƠ không ph i thi t k l i toƠn b
s n phẩm..
1.1.4. Tìnhăhìnhănghiênăc u
1.1.4.1. Trongăn

c

Tình hình nghiên c u về t o m u nhanh

trong n ớc b t đ u từ nh ng báo cáo

chuyên đề c a các giáo s Mỹ, Đ c vƠo nh ng năm 1995 - 1996 t i tr
5

ng Đ i h c


ψách Khoa Tp.HωM vƠ Đ i h c ψách Khoa HƠ N i. VƠo các năm 1997 - 1998
tr

ng Đ i h c ψách Khoa Tp.HωM, Vi n nghiên c u IMI đƣ cử m t s cán b đi

tham quan tìm hi u công ngh nƠy

n ớc ngoƠi.

Vào tháng 3/1999 t i Khoa ω khí, Đ i h c ψách Khoa TP.HωM chính th c
thƠnh l p nhóm T o m u nhanh với nh ng nhi m v nghiên c u t ng quan c a toƠn
b các ph
tri n khai

ng pháp công ngh t o m u nhanh cũng nh kinh nghi m nghiên c u
các n ớc trên th giới.

Tháng 9/2000, Khoa ω khí Đ i h c ψách Khoa Tp.HωM kỦ văn b n h p tác
toƠn di n với Khoa ω khí tr

ng Đ i h c Nanyang Singapore trong đó có vi c ph i

h p nghiên c u về công ngh t o m u nhanh cùng với Giáo s ωhuachekai m t
chuyên gia về công ngh t o m u nhanh.
Tháng 10/2002, ψ Khoa H c - ωông Ngh vƠ Môi Tr
thu n cho tr

ng đƣ phê duy t, ch p

ng Đ i h c ψách Khoa ậ Đ i h c Qu c Gia Tp.HωM tri n khai đề tƠi

nghiên c u c p NhƠ N ớc: ắNghiên c Ố công nghệ ỏ o mẫỐ nhanh để gia công các
chi ỏiếỏ có bề mặỏ ph c ỏ p”, nằm trong ch

ng trình nghiên c u Khoa H c vƠ Phát

tri n ωông ngh ch t o máy Kω.05 với s tham gia c a các đ n v khác nh Đ i h c
ψách Khoa HƠ N i, Đ i h c Y D

c Tp.HωM, b nh vi n ωh R y vƠ Vi n Nghiên

ω u IMI HƠ N i.
Tháng 3 năm 2002 Khoa ω khí, Đ i h c ψách Khoa TP.HωM k t h p với t p
đoƠn 3D System đƣ t ch c h i th o l n th hai về công ngh T o m u nhanh. T i h i
ngh nƠy ngoƠi báo cáo c a ông DockStaler chuyên gia c a hƣng 3D System còn có
các báo cáo c a các cán b gi ng d y c a tr
ψách Khoa Tp.HωM, Đ i h c Y D

ng Đ i h c ψách Khoa HƠ N i, Đ i h c

c Tp.HωM vƠ các bác sĩ c a b nh vi n ωh

R y.
M t s công b liên quan tới công ngh T o m u nhanh ph i k đ n: Nghiên
c u công ngh t o m u nhanh đ gia công các chi ti t có bề mặt ph c t p / Tr

ng

Đ i h c ψách Khoa; Đặng Văn Nghìn, 2004; Nghiên c u d li u hình h c, đ chính
xác s n phẩm c a công ngh t o m u nhanh vƠ ng d ng trong ch t o khuôn : Lu n
án ti n sỹ Kỹ thu t: 62.52.04.15 / ψùi Ng c Tuyên. - H., 2009;
ph

nh h

ng c a

ng pháp c t lớp tới đ chính xác hình h c c a m u trong công ngh t o m u

nhanh/ Nguy n M nh HƠ ω khí ngƠy nay, 2003, s 05 Tr.38-40; Nơng cao tính c nh
6


tranh c a s n phẩm ch t o máy trên c s áp d ng công ngh t o m u nhanh vƠ máy
công c bi n hình / Đặng Văn Nghìn // Tham lu n t i H i th o khoa h c công ngh
với s phát tri n ngƠnh ch t o máy Vi t Nam, 2003, tr. 127-131.
Năm 2013, tr

ng Đ i H c ψách Khoa TP.HωM k t h p với khoa ngo i th n

kinh b nh vi n ωh R y, b nh vi n 115 vƠ b nh vi n nhơn dơn Gia Đ nh đƣ nghiên
c u ng d ng công ngh t o m u nhanh t o chi ti t c y ghép s nƣo vƠ đƣ ng d ng
thành công trong th c t [2].

Hình 1-4. Cấy ỂểỨp sọ nụo
a) Mô hình 3D

b) MẫỐ ỏừ máy ỏ o mẫỐ nhanh

c) Chi ỏiếỏ cấy ghỨp

Đ i h c S Ph m Kỹ Thu t TPHωM đƣ đ u t máy FDM t i Trung tâm công
ngh cao.
Máy t o mẫu nểanể ạDM 200mẾ với ẾáẾ tểônỂ số ẾônỂ nỂể :
Kích th ớc s n phẩm: (203 x 203 x 305)mm.
Đ chính xác: 0.127mm.
Kích th ớc máy: (686 x 864 x1041)mm.
Kh i l

ng: (128- 160)kg.

ψề dƠy lớp đùn: (0.178-0.254) mm.
Đơy cũng lƠ h th ng máy t o m u nhanh d ng FDM duy nh t
có t i Đ i h c S ph m kỹ thu t Tp. H chí Minh.
7

Vi t Nam đang

Hình 1-5. Máy t o mẫu nểanể ạDM 200mẾ [4]
ωác đề tƠi c p c s PTN (2008-2009): ắNghiên c u thi t k vƠ ch t o mô hình
b điều khi n nhi t đ cho khuôn có kênh d n nh a nóng” t p trung nghiên c u các
b điều khi n nhi t đ cho h th ng khuôn có kênh d n nh a nóng hay đề tƠi c p nhƠ
n ớc (2008-2010) ắNghiên c u thi t k , ch t o máy đo to đ 3D ωNω” lƠ nh ng
tiền đề quan tr ng cho vi c tri n khai thi t k ch t o máy t o m u nhanh SLS m t
cách hi u qu vƠ tin c y.
ωác công ty s n xu t giƠy th thao nh : công ty TNHH Shyang Hung ωhen, p
2 xƣ Thu n An, Huy n Thu n Giao, T nh ψình D

ng; công ty TNHH ψao Yoen,

huy n ψ n L c Long Anầ đƣ ng d ng công ngh t o m u nhanh trên máy FDM đ
t o ra đ giƠy cho giƠy m u.

8


Hình 1-6. Đ Ểiày t o mẫu nểanể
1.1.4.2. NgoƠiăn

c

Từ nh ng hi u qu mƠ ωông Ng T o M u Nhanh mang l i, nhiều nhà nghiên
c u từ nhiều chuyên môn khác nhau đƣ t p trung nghiên c u vƠo lĩnh v c nƠy, trong
đó có th k đ n Giáo s Dolenc c a đ i h c Hensinki, xu t thơn từ công ngh thông
tin, hi n nay lƠ chuyên gia vi t ph n mềm cho công ngh t o m u nhanh; Giáo s
Gibson (Đ i h c HongKong), trước khi lƠ chuyên gia t o m u nhanh, đƣ là giáo s về
t đ ng hoá; Giáo s Rock (Đ i h c Texas) không nh ng lƠ chuyên gia về v t li u
mƠ còn lƠ tác gi c a ph

ng pháp FDM...

Đƣ có r t nhiều h i th o liên quan tới t o m u nhanh đư c t ch c ωhơu Âu từ
năm 1992 về : - T o m u nhanh - Rapid Prototyping(RP) - T o m u vƠ ch t o nhanh
- Rapid Prototyping & Manufacturing (RP&M) - T o nhanh các h th ng - Rapid
System Prototyping(RSP) - T o công c nhanh - Rapid Prototyping Manufacturing
tool (RM) - Phát tri n nhanh s n phẩm - Rapid Product Development (RPD). Đƣ có
nhiều cu c h i th o t o m u nhanh. H i th o T o m u vƠ ch t o nhanh cũng đư c t
ch c nhiều l n H i th o

ωhơu Âu vƠ l n đ u tiên t i ψ c Kinh - Trung Qu c vƠo

năm 1998.
Nh ng u đi m c a t o m u nhanh đƣ đ

c các bác sĩ cùng ph i h p nghiên

c u vƠ khai thác t i đa. ωác công trình c a h không nh ng đư c báo cáo t i các h i
th o nói trên mƠ còn đư c báo cáo t i 6 h i ngh qu c t chuyên sơu về ph u thu t
với s tr giúp c a máy tính vƠ t o m u nhanh trong y h c (ωomputer Assisted
9


Surgery & Rapid Prototyping in Medicine (CAS)) đư c t ch c từ năm 1995 đ n
năm 2001. các công trình nghiên c u áp d ng T o m u nhanh trong y h c còn đư c
đăng t i

các t p chí Y h c.

Vì đây là lĩnh v c Khoa h c liên ngƠnh, do đó đ áp d ng nhanh vƠo s n xu t
ngoƠi vi c nghiên c u đ c l p, nhiều trư ng Đ i h c, Vi n nghiên c u, c s s n xu t
vƠ các b nh vi n đƣ h p tác cùng nhau nghiên c u. Đi n hình nh t c a ng d ng T o
M u nhanh trong công nghi p có d án mang tên RAPTEω. Đơy lƠ d án c ng tác
nghiên c u vƠ phát tri n công ngh t o m u nhanh g m 10 thƠnh viên thu c các
ngƠnh công nghi p vƠ các tr

ng đ i h c c a các n ớc ωhơu Âu, đ

c s b o tr c a

c ng đ ng ωhơu Âu. M c đích c a d án lƠ chuy n giao các k t qu nghiên c u ra
s n xu t công nghi p, mƠ ch y u lƠ công nghi p ôtô.
Về t o m u nhanh trong y h c có khá nhiều d án ph i h p. Tr ớc h t lƠ t
ch c Nimbus TωS

Đ i h c Kỹ Thu t Lousiana (Mỹ), INωS (Nh t), Anatomics (Ỏc)

hoặc d án Phidias c a c ng đ ng ωhơu Âu. Đa s h đều ph i h p nghiên c u.
D án h p tác lớn nh t lƠ Phidias. Đơy lƠ d án h p tác c a 39 thƠnh viên bao
g m các tr

ng Đ i h c, Vi n nghiên c u vƠ các b nh vi n c a các n ớc ωhơu Âu.

D án Phidias th

ng xuyên t ch c các h i th o về áp d ng t o m u nhanh trong y

h c...
1.2. M căđíchăvƠăỦănghƿaăc aăđ ătƠi

1.2.1. M căđíchăc aăđ ătƠi
Nghiên c u thi t k h th ng t o m u nhanh trên công ngh SLS trên c s tích
h p h th ng, mô đun hóa các c m máy.
1.2.2. ụănghƿaăc aăđ ătƠi
1.2.2.1. ụănghƿaăcôngăngh
Làm ch công ngh SLS vƠ ph
giúp đ a nhanh s n phẩm ra th tr

ng pháp mô đun hóa, ta có th t o m u nhanh,
ng. Đơy lƠ m t l i th trong th i đ i c nh tranh

toƠn c u nh hi n nay (Ví d : Vi c t o m u nhanh s rút ng n th i gian cho s n phẩm
ra th tr

ng xu ng kho ng 1/8 so với tr ớc đơy).

Trong công ngh SLS, có th sử d ng nhiều lo i v t li u, từ sáp, polyme, nh a
nhi t dẻo, g m cho đ n kim lo i vƠ h p kim... Đặc bi t lƠ với kh năng sử d ng b t
10


kim lo i, có th

ng d ng công ngh SLS đ t o khuôn nhanh, vừa ti t ki m v t li u

khuôn, vừa gi m giá thƠnh s n phẩm.
1.2.2.2. ụănghƿaăkinhăt
Đề tƠi đáp ng đòi h i nhanh chóng t o ra s n phẩm c khí vƠ s khó tính c a
th tr

ng về hình dáng, kỹ thu t, gi m th i gian thi t k vƠ ch t o h th ng SLS.
Đề tƠi có Ủ nghĩa kinh t cao vì s gi m đ

c chi phí nh p máy móc, thi t b

công ngh cao.
1.2.2.3. ụănghƿaăxƣăh i
Đề tƠi mang tính xƣ h i cao vì đáp ng đ

c nhu c u c p thi t vƠ t t y u cho

vi c nghiên c u thi t k h th ng SLS. ωhuy n giao công ngh từ Phòng Thí nghi m,
nhơn r ng tới các tr

ng ωao đẳng, Đ i h c trong n ớc vƠ doanh nghi p trong n ớc.

Đề tƠi đem l i cho ng

i thi t k thêm m t l a ch n, đ h có c m giác t tin

sáng t o nh ng s n phẩm thi t k mới c a mình, lƠm ra nh ng s n phẩm t i Vi t
Nam, t o ra c a c i v t ch t, mang l i l i ích cho gia đình vƠ xƣ h i.
1.3. Đ iăt

ngăvƠăph măviănghiênăc uăc aăđ ătƠi

Đề tƠi t p trung nghiên c u thi t k h th ng c khí c a h th ng t o m u nhanh
SLS theo mô đun. N i dung nghiên c u bao g m:
- Nghiên c u t ng quan, xác đ nh yêu c u kỹ thu t trong bƠi toán thi t k ;
- Đ a ra Ủ t

ng, l a ch n ph

ng án thi t k ;

- Xơy d ng quy trình thi t k h th ng t o m u nhanh SLS theo mô đun.
- Tính toán thi t k máy;
- Mô ph ng l p ráp vƠ ho t đ ng c a máy.
1.4. Ph

ngăphápănghiênăc u

- T ng quan tƠi li u sách, báo, patent về c u trúc c a máy SLS, thi t k s n
phẩm theo mô đun;
- Phơn tích l a ch n ph

ng án thi t k ;

- Xơy d ng quy trình thi t k theo mô đun, mô hình hóa vƠ tính toán thi t k ;
- Mô ph ng l p ráp vƠ ho t đ ng;
- Phơn tích, đánh giá thi t k ;
11


1.5. K tăc uăc aălu năvĕn
ωh

ng 1: Nghiên c u t ng quan

T ng h p lỦ thuy t; Phơn tích đặc tính kỹ thu t; Xác đ nh yêu c u kỹ thu t trong

bài toán thi t k ;
ωh

ng 2: ω s lỦ thuy t

Nguyên lỦ lƠm vi c c a thi t b ; Tìm hi u các Patent liên quan, m t s máy t o
m u nhanh SLS trên th tr

ng; Nghiên c u các y u t

nh h

ng trong quá trình t o

m u nhanh SLS; Nguyên t c thi t k t s n phẩm theo môđun; Phơn tích đ i t
thi t k vƠ đề ra ph
ωh

ng

ng án thi t k s b .

ng 3: Phơn tích thi t k s n phẩm theo mô đun, thi t k h th ng, l a ch n

các mô đun
Phơn tích quy trình thi t k theo mô đun; Thi t k h th ng; Phơn tích thi t k
theo mô đun; Đánh giá Ủ t
ph

ng; L a ch n ph

ng án thi t k c m c p b t; L a ch n

ng án thi t k bƠn nơng Z; L a ch n ph

ng án vƠ thi t k h th ng gia nhi t;

L a ch n ph

ng án h u xử lỦ; Sử d ng ma tr n quy t đ nh các Ủ t

ng thi t k ; Xác

đ nh các đặc tính h th ng (SLS) c a h th ng t o m u nhanh SLS; Xác đ nh nh
h

ng c a đặc tính h th ng (SLS) lên các yêu c u ch c năng chung (GFR) c a th

th ng t o m u nhanh; Xác đ nh h s t m quan tr ng c a GFR c a h th ng t o m u
nhanh; Thi t l p ma tr n đ ng d ng c a h th ng t o m u; Hình thƠnh các môđun c a
h th ng t o m u nhanh.
ωh

ng 4: Tính toán thi t k máy

ωác thông s ban đ u đ tính toán; Trình t tính toán; Tính toán các thông s
cho h th ng t o m u SLS; Tính toán thi t k c m khung máy.
ωh

ng 5: Mô ph ng l p ráp vƠ ho t đ ng c a máy

Mô ph ng l p ráp các b ph n máy; Mô ph ng k t c u, ho t đ ng, ki m tra
bền.
ωh

ng 6: K t lu n vƠ ki n ngh

12


Ch

ngă2

C ăS ăLụăTHUY T

2.1. NguyênălỦălƠmăvi căc aăthi tăb

Hình 2-1. NỂuyên ệý ểo t độnỂ Ế a tểi t bị t o mẫu nểanể ẮLẮ.
Ph

ng pháp SLS sử d ng tính ch t c a v t li u b t lƠ có th hóa r n d ới tác

d ng c a nhi t (nh nylon, elastomer, kim lo i). M t lớp m ng c a b t nguyên li u
đ

c tr i trên bề mặt c a xy lanh công tác bằng m t tr ng đ nh m c. Sau đó, tia laser

hóa r n (k t tinh) ph n b t nằm trong đ

ng biên c a mặt c t (không th c s lƠm

ch y ch t b t), lƠm cho chúng dính chặt

nh ng ch có bề mặt ti p xúc. Trong m t

s tr

ng h p, quá trình nung ch y hoƠn toƠn h t b t v t li u đ

trình k t tinh có th đ
ph

c điều khi n t

c áp d ng. Quá

ng t nh quá trình polymer hoá trong

ng pháp t o hình l p th SLA. Sau đó xy lanh h xu ng m t kho ng cách bằng

đ dƠy lớp k ti p, b t nguyên li u đ
khi chi ti t đ

c đ a vƠo vƠ quá trình đ

c lặp l i cho đ n

c hoƠn thƠnh.

Trong quá trình ch t o, nh ng ph n v t li u không nằm trong đ
c ts đ

c l y ra sau khi hoƠn thƠnh chi ti t, vƠ đ

cho lớp mới đ
dùng ph

c xem nh b ph n ph tr đ

c xơy d ng. Điều nƠy có th lƠm gi m th i gian ch t o chi ti t khi

ng pháp nƠy. Ph

ng pháp SLS có th đ

c áp d ng với nhiều lo i v t li u

khác nhau: Policabonate, PVω, AψS, nylon, sápầ Nh ng chi ti t đ
ph

ng bao mặt

ng pháp SLS t

c ch t o bằng

ng đ i nhám vƠ có nh ng l h ng nh trên bề mặt nên c n ph i

xử lỦ sau khi ch t o (xử lỦ tinh).

13


V t li u sử d ng: Polycacbonate (Pω), nylon, sáp, b t kim lo i (copper
polyamide, rapid steel), b t g m (ceramic), glass filled nylon, v t li u đƠn h i
(elastomer).
Nguyên lỦ lƠm vi c c a quá trình t o m u nhanh SLS đ
S n phẩm đ

c th hi n trên hình 1.

c chia thƠnh các lát c t từ file đ nh d ng .STL t o m t lớp bằng cách

tr i các lớp b t, thiêu k t bằng ngu n laser ωO2 theo các b ớc sau:
ψ ớc 1: M t lớp v t li u b t nóng ch y đ
ψ ớc 2: Lớp v t li u b t đ u tiên đ
V t li u b t không đ

c xử lỦ s đ

c đặt vƠo bu ng ch a s n phẩm;

c quét bằng tia laser ωO2 vƠ đông đặc l i.

c đ a tr về thùng ch a li u.

ψ ớc 3: Khi lớp th nh t đƣ hoƠn thƠnh thì lớp v t li u b t th hai đ

c c p vƠo

thông qua con lăn c khí chuẩn b cho quá trình quét lớp th hai.
ψ ớc 4: ψ ớc hai vƠ b ớc ba đ

c lặp l i cho đ n khi s n phẩm đ

c hoƠn

thành.
Sau khi quá trình k t thúc, s n phẩm đ

c l y ra kh i bu ng xử lỦ vƠ có th qua giai

đo n h u xử lỦ hoặc đánh bóng l i nh phun cát tùy từng ng d ng c a s n phẩm.
2.2. Các Patent liên quan
2.2.1. Patent US 4,863,538
Ph

ng pháp vƠ thi t b đ l u hóa có ch n l c m t lớp b t nhằm t o ra m t chi

ti t nhiều lớp c n đ

c l u hóa. Thi t b bao g m m t máy tính điều khi n m t tia

laser nhằm h ớng tr c ti p ngu n laser vƠo trong b t đ t o ra m t kh i b t đ
hóa. NgoƠi ra máy tính cũng quy t đ nh hoặc lƠ đ

cl u

c l p trình với biên d ng mặt c t

ngang c a chi ti t với m i mặt c t ngang m c đích c a tia laser lƠ quét qua lớp b t vƠ
tia laser ch lƠm l u hóa nh ng ph n b t bên trong biên d ng c a mặt c t ngang. ψ t
đ

c ti p t c đ p vƠo vƠ đ

c l u hóa cho đ n khi t o thƠnh chi ti t hoƠn ch nh. ψ t

có th lƠ nh a, kim lo i, g m s , hoặc lƠ nh ng ch t polymer. Với nhi m v nh trên
m c đích c a tia laser lƠm nhi m v quét liên t c đ hình thƠnh nên biên d ng riêng
bi t c a từng mặt c t.

14


Hình 2-2. Patent US 4,863,538
2.2.2. Patentăs ă5,658,412
Trong m t ph

ng pháp t o ra v t th 3 chiều trong đó v t th đ

c t o ra theo

từng lớp bằng cách đ p nh ng lớp v t li u có th b hóa r n b i s tác đ ng c a ánh
sáng vƠ b c x đi n từ vƠ hóa r n m t cách liên t c m i lớp t i đi m nhi t đ tùy
thu c vƠo lo i v t li u.

Hình 2-3. Patent 5658412
2.2.3. Patentăs ă6,215,093

M t ph

ng pháp đ t o ra m t m u nh a, d a vƠo d li u ωAD 3D c a m u

nh a đó, bằng cách đ p nh ng lớp b t kim lo i, nhiều lớp b t ti p theo đ
trên nh ng lớp b t tr ớc đó, chúng đ

c đ p lên

c nung đ n m t nhi t đ xác đ nh, điều nƠy có

nghĩa lƠ h th ng laser ph i th c hi n thêm ch c năng nung tr ớc khi th c hi n ti p
lớp k . ωhùm tia laser đ

c chi u vƠo nh ng lớp b t theo biên d ng mặt c t ngang

c a mô hình ωAD theo m t cách đ cho chúng g n liền với lớp d ới nó. Năng l
c a ngu n tia laser đ

c l a ch n sao cho nó có th lƠm nóng ch y v t li u.
15

ng