Máy in 3D ra đời để giải quyết những khó khăn của người thợ tạo mẫu, nhà thiết kế để làm tiền đề cho sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên, việc tạo mẫu nhanh sẽ rất có nhiều khuyết điểm là không thể tạo những vật lõm hay hình dạng đẹp, sắc sảo như logo trên mẫu. Máy gia công laser không thể tạo tạo các hình dạng 3D phức tạp như đầu dao cắt máy CNC. Như vậy với những ưu điểm và khuyết điểm của ba loại máy in 3D, máy khắc laser và máy CNC chúng ta có thể kết họp lại những ưu điểm để tạo ra một máy có giá thành phù hợp vừa đáp ứng được nhu cầu cần thiết của việc nghiên cứu, tạo mẫu 3D, ứng dụng sản xuất hay học tập là điều rất cần thiết.
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Xác định rõ đối tượng nghiên cứu của đề tài là máy in 3D điều khiển bằng chương trình số dựa trên G-code, không chỉ thực hiện chức năng in 3D mà còn có thể khắc và cắt như một máy CNC khổ nhỏ. Người nghiên cứu tập trung nghiên cứu thiết kế, thi công hệ thống cơ khí, hệ thống điều khiển cho máy in 3D, nhưng phù hợp chức năng khắc laser và cắt CNC. Phương pháp xây dựng mô hình trên phần mềm thiết kế Solidwork. Nghiên cứu lập trình và ứng dụng kho mã nguồn mở để Ardiuno xây dựng và phát triển hệ thống điều khiển chính xác vị trí đầu đùn nhựa PLA cho máy in 3D, nghiên cứu ứng dụng khả năng cắt vật liệu của tia laser và chọn đầu khắc tốc độ phù hợp đảm bảo khối lượng không quá nặng để cắt vật liệu như máy CNC. Phương pháp tham khảo và tra cứu tài liệu qua thư viện, Internet…
KẾT QUẢ
Sơ đồ khối điều khiển tổng quan:
- Qua quá trình nghiên cứu, thiết kế nhóm đã thực hiện chế tạo thành công máy máy in 3D vừa có chức năng tạo mẫu nhanh các chi tiết thiết kế CAD trên máy tính. Ngoài chức năng in 3D bằng bộ phận đầu đùn nhựa máy có thiết kế đặc biệt có thể thay đổi đầu đùn nhựa của máy in 3D thành đầu khắc laser có công suất nhỏ để khắc hình dạng mong muốn. Như vậy, ngoài chức năng in 3D, khắc laser máy còn có thể tự động tự động tực hiện quá trình gia công phay cơ khí CNC chi tiết khi thay đổi đầu trục gia công với chức năng phù hợp.
- Kết cấu máy dạng robot song song được ứng dụng trong cắt khắc laser nội suy cao và có khả năng nội suy đường thẳng, đường cong và đạt độ chính xác cao.Kết cấu cơ khí được đảm bảo máy cứng vững đáp ứng được quá trình in 3D, khắc laser kể cả quá trình phay CNC cơ khí. Khả năng linh hoạt cao, có thể sử dụng máy vi tính hoặc dùng thẻ nhớ để để điều khiển quá trình cắt CNC, khắc laser như máy in 3D.Độ chính xác máy cao, máy có thể đạt sai số từ 0.5 ÷ 0.1mm.Gọn nhẹ, dễ tháo lắp sử dụng và thay đổi kết cấu khi thực thực hiện một trong 3 chức năng.Có tính ứng dụng cao và giá thành cạnh tranh. Giá thành dự tính để đưa vào thương mại trung bình khoảng 18 triệu đồng/máy.