Điốt laser trạng thái rắn (DPSS) đang mang đến cho người dùng máy in 3D khả năng nâng cấp máy in 3D của họ với thêm chức năng cắt và khắc laser.
Các biến thể laser trạng thái rắn (DPSS) có thể được cài đặt trên bất kỳ máy in 3D hoặc máy CNC router để tối đa hóa khả năng sử dụng trên nhiều chất liệu. Nó có khả năng khắc trên da, thủy tinh, đá, kim loại và nhựa, laser dễ dàng tích hợp vào hệ thống in 3D của các nhà sản xuất, người yêu thích DIY và xưởng nhỏ.
Nếu đang vận hành máy in 3D hoặc các máy CNC hệ router, bạn nên xem xét giải pháp này và cách nó có thể mở rộng khả năng của máy in 3D.
Diode laser ngày càng trở nên phổ biến và rẻ hơn trong giới sản xuất và những người có sở thích DIY. Bản thân máy in 3D đã có tất cả các tính năng cần thiết phù hợp để sử dụng cắt hoặc khắc laser, điều này làm cho chuyển đổi một hệ thống như vậy thành một máy khắc laser mạnh mẽ trở nên dễ dàng và nhanh chóng bằng cách lắp thêm cho nó một module điốt laser trạng thái rắn (DPSS).
Mộ số nhà sản xuất đã thương mại module laser plug-and-play (mô đun laser cắm nhanh) từ năm 2015, với đặc điểm chuyên biệt của nó là laser diode trạng thái rắn có khả năng khắc và cắt nhiều loại vật liệu, chẳng hạn như gỗ, da và thủy tinh. Bất kỳ ai có thể sử dụng phần mềm CAD, bộ soạn thảo hoặc trình giả lập G code và máy in 3D đều có thể dễ dàng chỉnh sửa file chạy của máy in 3D và chuyển đổi nó thành file chạy với đầu cắt khắc Laser diode .
Giải pháp này hoạt động bằng cách lắp đặt một tia laser bên cạnh hoặc thay cho đầu in của máy in 3D, bản vẽ thiết kế có thể được thiết kế bằng các phần mềm CAD thông dụng sau đó chuyển đổi thành mã G thông qua các phần mềm CAM và đưa vào máy in 3D. Nếu chuyên sâu hơn bạn cũng có thể tự tạo ra file chạy bằng các dòng lệnh G code hoặc chỉnh sửa các file G code cũ để nó hoạt động với đầu cắt khắc laser.
Nhạc cụ này được cắt từ hộp xì gà và cần đàn được khắc bằng tia laser 10W
Các mô-đun laser DPSS được sản xuất hàng loạt dễ dàng tương thích với các khung CNC router và nhiều máy in 3D phổ biến. Ưu điểm của tia laser là nó có thể khắc sâu và chính xác.
Khởi đầu với các mô-đun laze 4W DPSS phù hợp với người yêu thích DIY để bạn thử nghiệm với máy in 3D hiện có của họ hoặc CNC router kim loại. loại tia Laser YAG 1064nm thích hợp để khắc trên đồ trang sức và khắc màu trên các kim loại như vàng, bạc, đồng, nhôm, sắt và palađi và cả một số đồ gốm, như kính sapphire. Tia Laser YAG 1064nm cũng có khả năng khắc trên nhiều loại nhựa, bao gồm màng nhựa, bản in và bao bì.
Các moule Laser diode với bước sóng 445nm, phù hợp để khắc các vật liệu như nhôm và thép được đánh bóng và anốt hóa mà không cần sử dụng hồ khắc, nó cũng có thể khắc trên đồng và đồng thau bằng hồ khắc.
Về khả năng cắt của tia laser, với công một module công suất 10W bạn có thể cắt ván ép dày 3,8mm trong một lần cắt, một số loại nhựa nhất định có thể được cắt chính xác dày tới 8mm với một vài lần lướt tia laser. Nếu bạn nâng cấp thêm vòi phun khí, đầu cắt laser cũng có thể cắt và khắc các loại vải khác nhau, bao gồm cả da.
Cài đặt đơn giản
Lợi ích chính của các modul laser diode cắm nhanh được các nhà sản xuất thương mại hóa là việc lắp đặt chúng nhanh chóng và dễ dàng vào hầu hết mọi máy in 3D hoặc máy CNC. Bạn sẽ hầu như không phải hàn hoặc nâng cấp phức tạp, các module laser thể rắn dạn này thường sử dụng các chân cấp nguồn có sẵn trên bo mạch của máy in 3D và trong nhiều trường hợp bạn có thể không cần tháo đầu in của mình ra.
Đặc biệt bạn, không cần phần mềm bổ sung nào trên máy in 3D để kích hoạt khả năng khắc và cắt của laser. Thay vào đó, việc khắc và cắt có thể được điều khiển bởi các chương trình cắt in 3D phổ biến như Cura, Repetier, Slic3r và Simplify3D với một số tinh chỉnh.
Các module laser thể rắn (DPSS) phù hợp với những người vận hành máy in 3D, những người có sở thích DIY và các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Sự đa dạng các loại laser và mức công suất khác nhau của nó trên thị trường có thể phù hợp với nhiều mục đích sử dụng khác nhau.
Máy in 3D đã được phát triển nhanh trong vài năm qua, nhưng quá trình căn chỉnh bàn in vẫn còn là một vấn đề khó khăn với người mới. Chúng ta hãy cùng tìm hiểu các giải quyết vấn đề này và liệu những giải pháp mới gần đây có thành công trong việc tự động hóa quá trình nhàm chán này không.
Việc cân bằng bàn in và hiệu chuẩn lớp đầu tiên thường khó khăn hơn đối với những người mới làm quen với máy in 3D, đây là một kỹ thuật quan trọng quyết định chất lượng của sản phẩm in 3D. Công việc này trước đây đòi hỏi người vận hành máy in 3D học cách xử lý theo thời gian và kinh nghiệm, và chủ yếu vẫn sử dụng các cách thủ công dựa trên phán đoán.
Một số máy in 3D đang áp dụng một cách tiếp cận mới để cân bằng bàn in và hiệu chuẩn lớp đầu tiên, cung cấp giải pháp tự động cho người mới sử dụng cũng như giảm thiểu công đoạn cho người dùng có kinh nghiệm. Chúng tôi đã thử nghiệm cách cân chỉnh bàn in mới này, vì vậy hãy cùng xem tính năng mới nhất tự động hóa công việc nhàm chán này trong bài viết dưới đây.
Tại sao phải căn chỉnh bàn in và lớp in 3D đầu tiên
Theo thuật ngữ máy in 3D, căn chỉnh bàn in là một quá trình mà kết quả cuối cùng là nhận được lớp đầu tiên của bản in được cố định hoàn hảo trên bàn in nhiệt. Lớp đầu tiên tốt là nền tảng của một bản in thành công.
Để thực hiện điều này, đầu in cần phải giữ một khoảng cách không đổi so với bàn in nhiệt trong quá trình di chuyển của nó. Nếu đầu in quá gần bàn in ở một số nơi, nhưng quá xa ở những nơi khác, sẽ dẫn đến chất lượng bản in kém và bong tróc lớp in đầu tiên.
Điều chỉnh bàn nhiệt của máy in cho đến khi nó song song với mặt phẳng di chuyển của đầu in. (khoảng cách không đổi từ đầu in đến bàn nhiệt ở mọi vị trí của bàn in.)
Bước tiếp theo là điều chỉnh lớp đầu tiên. Điều này điều chỉnh khoảng cách trục Z giữa đầu in và bề mặt của bàn nhiệt. Kết quả chỉ cần có đủ không gian để lớp nhựa đầu tiên được bám dính đồng đều trên bàn nhiệt, lớp in có độ dày đồng đều và được ép vào bề mặt bàn nhiệt đủ tốt để không bị bong ra trong quá trình in.
Điều này phức tạp vì thực tế là không có mặt phẳng nào là hoàn toàn phẳng. Khi sai số chỉ được tính bằng một phần mười milimet, ngay cả những sai sót nhỏ cũng gây ra vấn đề lớn. Các điểm cao hoặc điểm thấp trên bàn nhiệt là vấn đề khi bàn in bị nghiêng, không vuông góc với trục Z của đầu in. Đây là một trong những lý do khiến vấn đề cân chỉnh bàn in vẫn tồn tại trong thời gian qua.
Công việc căn chỉnh bàn in không phức tạp, nhưng nhiều yếu tố liên kết với nhau có thể làm cho nó trở thành một công việc phức tạp và khó khăn. Không có gì ngạc nhiên khi mọi người đã thử những cách khác nhau để làm cho công việc này trở nên dễ dàng và ổn định trong quá trình in 3D.
Một số gải pháp trước đây
In lớp đế (hay còn gọi là Raft trong cài đặt máy in 3D) là một phương pháp được ứng dụng đầu tiên để xử lý các điểm không bằng phẳng của bàn in, nhưng hầu hết các giải pháp mới hơn đều xoay quanh việc căn chỉnh bằng lưới.
Căn chỉnh bàn nhiệt bằng lưới là một phương pháp tự động bù độ lệch của bàn in trong phần mềm, nhưng nó yêu cầu thêm phần cứng để đo bề mặt bàn nhiệt. Bằng cách thực hiện các phép đo bằng cảm biến, một mặt phẳng dạng lưới được mô phỏng trong phần mềm. Dựa trên mặt phẳng lưới này phần mềm sẽ tự động bù độ cao Z của đầu in với các điểm thấp và điểm cao hơn mức trung bình.
Một cách để thực hiện việc đo lưới bàn nhiệt là sử dụng cảm biến tiệm cận để xác định khoảng cách đến bàn nhiệt. Máy in Prusa sử dụng phương pháp này để thực hiện các phép đo theo lưới 3 x 3 hoặc 7 x 7 tùy chọn trước mỗi lần in.
Một lựa chọn khác là một đầu dò với công tắc hành trình ví dụ: BLTouch, nó là một bộ cảm biến phổ biến thực hiện tiếp xúc vật lý với bàn in. Thành công của nó cũng như tần suất nó được sao chép là bằng chứng cho thấy việc căn chỉnh bàn in vẫn là một vấn đề khó khăn đối với người dùng máy in 3D.
Giải pháp căn chỉnh bàn in 3D mới nhất
Phương pháp này sử dụng chính đầu in như một cảm biến. Không chỉ dễ dàng hơn trong việc thực hiện các phép đo từng điểm mà đầu in thực sự tiếp xúc với bàn nhiệt, nó cũng tiềm năng để tự động thiết lập độ lệch Z thích hợp.
Một cách để làm điều này là tích hợp một máy đo biến dạng vào chính đầu in, biến đầu in thành một loại cảm biến lực. Chúng tôi đã thấy cách tiếp cận này trong một dự án DIY sử dụng điện trở SMD đo biến dạng và phương pháp này cũng được sử dụng trong Smart Effector dành cho máy in delta .
Hai máy in 3D tiêu dùng gần đây, Anycubic Vyper và Creality CR-6 SE, đã triển khai ý tưởng do chính họ sản xuất. Chúng tôi đã thử nghiệm một máy in Vyper mẫu đặc biệt từ Anycubic để kiểm tra tính năng này, vì vậy chúng ta hãy xem xét thực tế.
Cảm biến lực tích hợp đầu in 3D hoạt động như thế nào
Cụm máy đùn của Anycubic Vyper có một giá đỡ kim loại hình cái nĩa cho đầu phun có gắn một cảm biến load cell (cảm biến lực). Điều này biến nó thành một cảm biến lực tương tự như cơ chế của cân điện tử.
Bất kỳ lực nào tác động lên đầu nóng sẽ làm biến dạng load cell, cảm biến lực này sẽ chuyển lực tác động thành tín hiệu điện có thể đo và định lượng. Ngay cả khi lực tác động rất nhẹ trên đầu in cũng có thể được phát hiện theo cách này.
Nhờ chức năng này, bản thân vòi phun trở thành một bộ cảm ứng. Khi máy tự động cân bằng bàn in, đầu in được hạ xuống cho đến khi vòi phun tiếp xúc với bàn nhiệt. Ngay cả một cái chạm nhẹ cũng có thể được phát hiện một cách đáng tin cậy, vì vậy quá trình này không cần nhiều lực.
Bằng cách thực hiện nhiều phép đo như vậy theo mô hình lưới, phần mềm có thể thực hiện bù khoảng cách tự động trên trục Z. Đây là một ý tưởng tốt và đầu in đã được thiết kế hỗ trợ tính năng này.
Kết quả của giải pháp căn chỉnh bàn in 3D mới
Nó hoạt động tốt như thế nào? Tôi rất vui khi nói rằng tính năng nàythực sự có hiệu quả, máy in có thể tự động bù khoảng cách trục Z hiệu quả cho lớp in đầu tiên.
Bạn chỉ cần lắp bàn in, đảm bảo đầu phun và bề mặt bàn nhiệt sạch sẽ, sau đó khởi động máy in thực hiện quá trình tự động san phẳng.
Máy in 3D sẽ gia nhiệt bàn in trước, đảm bảo các phép đo được thực hiện trong cùng điều kiện in, sau đó vòi phun chạm vào bàn nhiệt theo dạng lưới 4 x 4, phần mềm sẽ tự động tính toán và áp dụng cân bằng lưới.
Tính năng offset trục Z ban đầu cũng được hỗ trợ để bạn tinh chỉnh nếu muốn. Về lý thuyết, quy trình không cần phải thực hiện mỗi lần in trừ khi bạn thay đổi bàn in nhiệt, nhưng bạn có thể kích hoạt quy trình hiệu chuẩn bất cứ khi nào muốn.
Giới hạn của giải pháp cảm biên lực đầu in 3D
Tự động căn chỉnh bàn in hoạt động hiệu quả, nhưng nó cũng có những giới hạn. Trước hết, các vấn đề liên quan đến chất lượng hoặc loại dây nhựa, hoặc vật liệu của bàn in nhiệt, là những vấn đề vẫn có thể gặp phải. Những điều này không được khắc phục bởi giải pháp căn chỉnh bàn in nhiệt khi cho ra kết quả cuối cùng của bản in.
Cả bề mặt in và đầu vòi phun phải sạch để có được kết quả tốt nhất, vì vậy tốt nhất bạn nên tháo dây nhựa ra khỏi đầu in trước khi tự động cân bằng bàn nhiệt. Điều này là vì máy in sẽ gia nhiệt trước khi thực hiện căn chỉnh và chạm vào bàn in hai lần ở mỗi điểm lưới, nếu đầu in vẫn đang được nạp dây nhựa sẽ để lại một ít nhựa nóng chảy ở mỗi điểm và chúng có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo.
Có một giới hạn đối với mô hình lưới 4 x 4 mô phỏng mặt bàn in. Bề mặt bàn in bị cong vênh quá nhiều có thể không được mô phỏng chính xác. Điều này là do độ phân giải của lưới bị cố định ở 4×4 đôi khi sẽ không thể mô phỏng chính xác mặt phẳng bàn in. Sẽ rất tuyệt nếu có một tùy chọn để tăng số lượng điểm đo hoặc có thể tinh chỉnh lưới theo cách thủ công, như một cách để xử lý với các trường hợp đặc biệt.
Cuối cùng, phần mềm của máy không hiển thị chi tiết về quá trình tự động cân bằng của nó. Dường như không có cách nào để sửa đổi độ nhạy, không có cách nào để xem các phép đo thực tế đã thực hiện và không có cách nào để tinh chỉnh thủ công bất kỳ thứ gì khác ngoài Z-offset, có thể thay đổi lên hoặc xuống mỗi 0,05 mm.
Kết luận
Tính năng tự động san lấp mặt bằng và bù Z hoạt động và cho kết quả có thể sử dụng được, nhưng phần mềm không hiển thị và tùy chỉnh nhiều về những gì chính xác đang diễn ra. Nó khá tiện lợi, tích hợp cảm biến đo biến dạng là một giải pháp thông minh rất hay đối với máy in 3D. Hy vọng giải pháp này sẽ được tiếp tục phát triển và hoàn thiện hơn nữa trong tương lai.
Ngành công nghiệp in 3D dự kiến trị giá 16 tỷ USD vào năm 2020
In 3D nhanh chóng trở thành chủ đạo khi ngày càng có nhiều doanh nghiệp sử dụng công nghệ này để cải thiện tốc độ và tính linh hoạt trong khi giảm chi phí.
Nghiên cứu mới từ LearnBonds đã tiết lộ rằng doanh thu từ ngành công nghiệp in 3D toàn cầu dự kiến sẽ tiếp tục tăng và tăng trưởng 155 phần trăm và có thể đạt giá trị 40,8 tỷ đô la vào năm 2024.
In 3D cho phép sản xuất các hình dạng phức tạp bằng cách sử dụng ít vật liệu hơn so với các phương pháp sản xuất truyền thống, nó được sử dụng rộng rãi cho các hoạt động sản xuất nhỏ, tạo mẫu sản phẩm mới và trong giáo dục.
Theo báo cáo thường niên của Wohlers Associates, ngành công nghiệp in 3D toàn cầu dự kiến sẽ trị giá 16 tỷ đô la trong năm 2020. Tuy nhiên, trong hai năm tới, doanh thu thị trường của ngành công nghiệp này được dự báo sẽ đạt 25,5 tỷ $. Thống kê cho thấy xu hướng tăng mạnh này có thể sẽ tiếp tục trong những năm tiếp theo với doanh thu thị trường tăng trưởng kép hàng năm là 26,4% trong khoảng thời gian từ năm 2020 đến năm 2024.
In 3D
Trong khi báo cáo từ Wohlers Associates tập trung vào doanh thu, báo cáo “State of 3D Printing” của Sculpteo quan tâm nhiều hơn đến cách các doanh nghiệp và tổ chức đang sử dụng công nghệ hiện nay. Theo Sculpteo, tạo mẫu là trường hợp sử dụng phổ biến nhất để in 3D trong số 68 phần trăm những người được khảo sát. Đồng thời, 59 phần trăm doanh nghiệp khác sử dụng công nghệ này để nghiên cứu các lĩnh vực mới.
Khảo sát của Sculpteo cũng cho thấy 41% số người được hỏi cho biết lý do chính họ chuyển sang in 3D là để tăng tốc độ phát triển sản phẩm. Cung cấp các sản phẩm tùy chỉnh là lý do quan trọng thứ hai để sử dụng công nghệ in 3D. Tiếp theo là tăng tính linh hoạt sản xuất.
Về số lượng bằng sáng chế được nộp liên quan đến in 3D trong thập kỷ qua, HP dẫn đầu. Công ty đã thành lập đơn vị in 3D vào năm 2014 và hiện có tổng cộng 454 bằng sáng chế được công bố liên quan đến công nghệ in 3D. General Electric đứng thứ hai với tổng cộng 408 bằng sáng chế in 3D trong thập kỷ qua, tiếp theo là Seikio Epson của Nhật Bản và Siemens của Đức với 251 và 231 bằng sáng chế được nộp trong thập kỷ qua.
Khi máy in 3D trở nên rẻ hơn và dễ sử dụng hơn, hy vọng sẽ thấy nhiều doanh nghiệp hơn và thậm chí cả trường học áp dụng công nghệ này vì nó cho phép họ tạo ra các thiết kế, nguyên mẫu và sản phẩm mới phức tạp trong một khoảng thời gian ngắn hơn nhiều.
Máy in 3D đang cách mạng hóa sản xuất bằng cách cho phép người dùng tạo ra bất kỳ hình dạng vật lý nào mà họ có thể tưởng tượng theo yêu cầu. Tuy nhiên, hầu hết các máy in thương mại chỉ có thể xây dựng các đối tượng từ một vật liệu duy nhất tại một thời điểm
Đầu in MM3D là gì ?
Công nghệ máy in 3D đa chất liệu hứa hẹn in nhanh chóng và liền mạch với nhiều vật liệu. Một cải tiến mới trên đầu in cho phép in 3D nhanh hơn nhiều với nhiều vật liệu.
Như bạn có thể đã biết, máy in 3D có thể làm việc với nhiều vật liệu đã tồn tại ở một số dạng (các đầu in kép biến thể của đầu in FDM), nhưng vấn đề là bất kỳ phương pháp nào được sử dụng để chuyển đổi giữa các vật liệu hiện đều chậm hơn lý tưởng.
Đó là lúc đầu in 3D đa đầu phun (MM3D) đa vật liệu mới ra đời, như Nature.com báo cáo. Nó có khả năng in với tối đa tám vật liệu khác nhau từ một đầu phun – và có thể có nhiều đầu phun – ngoài ra nó có thể chuyển đổi rất nhanh giữa các vật liệu đó.
Tất cả điều đó tạo nên một phương pháp in 3D nhiều chất liệu liền mạch và nhanh hơn nhiều, trong khi vẫn duy trì mức độ chi tiết phù hợp.
Chuyển đổi vật liệu siêu nhanh
Những người tạo ra đầu in đã nói : “Đầu in MM3D của chúng tôi khai thác hành vi giống như đi-ốt khi nhiều vật liệu hội tụ tại một điểm giao nhau để cho phép chuyển đổi liên tục, tần số cao giữa tối đa tám vật liệu khác nhau để tạo ra voxels với khối lượng tiệm cận với đường kính của vòi phun.” Mỗi vòi phun có khả năng chuyển đổi vật liệu với tốc độ lên đến 50 lần mỗi giây, nhanh hơn mức mắt thường có thể nhìn thấy
Như bạn có thể thấy trong video ở trên, đầu in MM3D đã được sử dụng nó để tạo ra một tờ giấy origami linh hoạt và một ‘rô bốt mềm’ có khả năng di chuyển, được in bằng nhiều chất liệu có độ đàn hồi khác nhau như epoxy và silicone.
Chìa khóa để chuyển mực nhanh chóng của máy in MM3D là một loạt các điểm nối hình chữ Y bên trong đầu in, nơi nhiều kênh mực kết hợp với nhau tại một đầu phun ra. Hình dạng của vòi phun, áp suất in và độ nhớt của mực đều được tính toán và điều chỉnh chính xác để khi áp lực được tác động vào một trong các “nhánh” của đường giao nhau, mực chảy xuống qua nhánh đó không gây ra áp lực trong các nhánh còn lại gây chảy ngược, điều này ngăn không cho mực trộn lẫn và bảo toàn chất lượng của đối tượng in. Đầu in vận hành bằng cách sử dụng các van khí nén nhanh đồng bộ với nhau điều khiển áp lực trên mỗi nhánh.
Hy vọng là công nghệ đầu in này sẽ có thể nhanh chóng tạo ra các thiết bị điện tử linh hoạt hoặc ứng dụng trong lĩnh vực y khoa.
CLIP là từ viết tắt của Continuous Liquid Interface Production – phương pháp in chất lỏng liên tục là một phương pháp in 3D độc quyền sử dụng máy chiếu ảnh tia UV liên tục để tạo ra các vật thể rắn có mặt nhẵn và nhiều hình dạng bằng vật liệu nhựa . Nó được phát minh bởi Joseph DeSimone , Alexander và Nikita Ermoshkin và Edward T. Samulski và ban đầu thuộc sở hữu của EiPi Systems, nhưng hiện đang được phát triển bởi Carbon .
Quá trình in liên tục bắt đầu với một bể chứa nhựa photopolymer lỏng. Phần đáy của bể chứa trong suốt với tia cực tím (“cửa sổ”). Một chùm tia cực tím chiếu qua cửa sổ, chùm tia chiếu sáng có biên dạng chính xác là mặt cắt của vật thể. Tia UV làm cho nhựa đông lại. Đồng thời mô hình in cũng được dâng lên đủ tương ứng với tốc độ nhựa chảy xuống dưới và duy trì tiếp xúc với đáy của bể chứa. Một màng thấm Oxy tạo ra một “vùng chết” (vùng đóng rắn) ngăn nhựa bám vào cửa sổ.
Không giống như kỹ thuật in 3D thông thường, quá trình in diễn ra liên tục. Các nhà phát minh tuyên bố rằng nó có thể tạo ra các vật thể nhanh hơn 100 lần so với các phương pháp in 3D hiện tại.
Các mẫu in 3D bằng công nghệ CLIP có các mặt nhẵn, không giống như các máy in 3D hiện tại khác, có bề mặt thô khi chạm vào do hiệu ứng voxel trong công nghệ in 3D thông thường. Một số loại nhựa có khả năng tạo ra các vật thể có độ dẻo cao và không thể sản xuất bằng các phương pháp trước đó.
Carbon đã trở nên nổi tiếng thông qua buổi nói chuyện TED do người sáng lập CARBON3D đưa ra. Trong bài thuyết trình này, Joseph M. DeSimone đã chứng minh rằng có thể in 3D một vật thể phức tạp trong khoảng 10 phút. Khoản đầu tư 100 triệu đô la gần đây của Google vào công ty cũng góp phần làm cho nó trở nên nổi tiếng trong ngành in 3D và trong thế giới công nghệ.
Công nghệ dựa trên CLIP của Carbon kết hợp các đặc tính cấp kỹ thuật của nhựa nhiệt dẻo với độ phân giải và độ hoàn thiện bề mặt đặc biệt. Nó có khả năng ứng dụng khả thi cho các ngành công nghiệp như ô tô, y tế và điện tử tiêu dùng.
Carbon cũng tạo ra các vật liệu in đa dạng và ngày càng tăng cho phép các nhà thiết kế sản phẩm và kỹ sư xây dựng các nguyên mẫu cho bộ phận sản xuất.
Hướng dẫn tự lắp máy in 3D reprap giá rẻ – diy 3D printer reprap prusa i3 – stop motion video
[lwptoc]
Chào các bạn, phần trước chúng ta đã lắp xong trục X và khung máy cho chiếc máy in 3D Reprap Prusa i3. Phần này chúng ta sẽ hoàn thiện chiếc máy in 3D.
Chú ý phần này bạn căng dây đai sao cho ốc có chỉnh có thể tăng hoặc giảm độ căng dây đai. Nếu dây đai quá căng thì motor kéo bị quá tải có thể dẫn đến mất bước, ngược lại nếu trùng quá thì sẽ xảy ra hiện tượng bị méo biên dạng khi in hoặc mất bước do dây đai không ăn khớp với phần bánh răng trên động cơ.
Bộ đổi nguồn xoay chiều (AC) 220V cao tần cung cấp dòng ra DC 12V – 15A. Bạn nên chú ý kí hệu trên các cực của nguồn : COM (dây âm mầu đen) V+ (dây dương mầu đỏ). N,L hay AC là 2 dây cấp điện vào không cần phân biệt âm và dương .
Bạn dùng dây thít cố định 4 con trượt (Vòng bi LM8UU) vào phần mica phía trên (bàn in). Dùng ốc gắn cố định chi tiết bằng nhôm trên dây đai vào giữa bàn in.
Bước này khi lắp bàn nhiệt phải song song với bàn in. Và được giữ bằng ốc có lò so ở giữa như trong hình để sau này chúng ta có thể dễ dàng canh chỉnh bàn in trước khi in ( Mình sẽ hướng dẫn chi tiết cách canh bàn in cho máy ở bài sau). 2 thanh ren và trục motor bước phải được gắn thẳng hàng và đồng tâm qua khớp nối, khi siết khớp nối các bạn nên siết lần lượt và đều nhau cả 4 con ốc trên khớp nối (siết từ từ mỗi con 1 chút lần lượt )
Các bạn lắp phần trục X đã lắp trước đó vào như hình , lắp vòng chặn 2 đầu thanh trượt và cố định các trục vào khung máy. Cuối cùng đấu mạch điện chi tiết theo sơ đồ sau.
Nếu bạn sử dụng bo mạch Sanguinololu thì trên bo mạch đã đánh dấu, ký hiệu các cổng sẵn rồi nhé, bạn chỉ việc cắm theo sơ đồ trên vào mạch thôi. Nếu bạn chỉ sử dụng 1 đầu in thì phần đầu in thứ 2 bỏ chống nhé.
Vậy là các bạn đã hoàn thành chiếc máy in 3D Reprap Prusa I3 của chính bạn rồi đó. Hẹn gặp lại các bạn ở các bài tiếp theo.
Nhớ like fanpage để cập nhập bài mới sớm nhất nhé!
Hướng dẫn tự lắp máy in 3D reprap giá rẻ – DIY 3D printer reprap prusa i3 – stop motion video
[lwptoc]
Chào các bạn, bài trước chúng ta đã tập hợp đủ linh kiện để tự chế cho mình chiếc máy in 3D cá nhân Reprap Prusa i3 rồi nhỉ. Hôm nay mình sẽ hướng dẫn các bạn từ những linh kiện rời rạc, xây dựng thành một chiếc máy in 3D hoàn chỉnh.
Đầu tiên bạn có thể xem qua video dưới đây để hình dung ra quá trình xây dựng 1 chiếc máy in 3D từ đầu tới cuối nhé. Video được làm với hiệu ứng stop motion giúp bạn có cái nhìn tổng quát các công đoạn lắp ráp hoàn thiện chiếc máy in 3D. Rất hữu ích cho người mới bắt đầu đấy.
Video tóm tắt quá trình lắp ráp:
I. lắp trục X máy in 3D Reprap Prusa i3:
Đầu tiên bạn luồn vòng bi LM8UU pro vào chi tiết nhựa in 3D (phần gắn motor) và siết ốc cố định như trong hình trên
Tiếp theo motor được gắn cố định bằng 3 ốc M3 x 10mm và các thanh trượt được luồn vào chi tiết nhựa in 3D phần gắn đầu phun và chốt khóa ở đầu còn lại với chiều dài hành trình 200mm
Luồn dây đai và theo hình trên. chú ý chốt dây đai sao cho độ căng có thể chỉnh được bằng ốc căng dây không quá trùng và không quá căng.
Chú ý chi tiết nhựa hình bầu dục ở đây mình sử dụng mica phẳng 2 mặt nếu bạn dùng vật liệu khác phải đáp ứng được yêu cầu độ phẳng 2 mặt song song với nhau ( khi dựng khung máy mới đảm bảo vuông góc)
Ở bước này bạn nên cố gắng lắp đặt các chi tiết trên 1 mặt bàn phẳng sẽ chuẩn hơn khi căn chỉnh song song. 2 thanh ren và thanh trượt phải song song với nhau và vuông góc với 2 mặt phẳng cố định ở 2 đầu.
Các bạn chỉ siết ốc chốt mớm nhẹ, không siết ốc để còn chỉnh cố định với 2 thanh ren bằng cụm ốc chốt trên 2 thanh ren trước rồi mới siết các ốc chốt trên khung máy sau.
Cố định 2 chi tiết mi ca trên thanh ren sao cho áp sát với bề mặt khung máy, không có khoảng chống và chốt bằng 2 ốc chốt 2 bên. Siết cụm ốc trên thanh ren trước và sau để cố định vuông góc với khung máy.
FDM là phương pháp tạo hình dựa trên nguyên lý dùng nhiệt nung chảy sợi nhựa thành dạng lỏng ở 170 ~ 220 độ C tùy loại nhựa và phun qua 1 lỗ nhỏ (khoảng 0.5mm tùy loại đầu phun) thành từng lớp mỗi lớp dày khoảng 0.2 mm liên tiếp lớp sau chồng lên lớp trước, trong nhiệt độ môi trường nhựa sẽ đông cứng và liên kết với nhau tạo thành hình dáng yêu cầu.
Công nghệ này đơn giản bạn có thể hình dung như việc người thợ làm bánh kem trang trí bánh kem bóp 1 cái túi kem qua 1 lỗ nhỏ để tạo thành các họa tiết trang trí bánh kem chỉ khác là cái lỗ được thu nhỏ nhiều lần và thay kem bằng nhựa nóng chảy.
Đầu phun FDM thông dụng hiện này là đầu MK8 ngoài ra có các loại đầu phun khác cải tiến hơn nhưng nguyên lý hoạt động vẫn tương tự đầu phun MK8. Với người mới bắt đầu bạn nên làm quen với loại đầu phun này vì nó có giá thành rẻ và dễ sửa chữa, lắp ráp
Các bộ phận của đầu phun công nghệ FDM – MK8
(1) Motor bước (NEMA 17) kiểm soát sợi nhựa hay tốc độ phun của đầu phun. Khi motor này quay nhanh thì sợi nhựa được đẩy xuống buồng nung nhanh và tạo áp lực đẩy nhựa lỏng phun ra nhanh hơn ở kim phun
(2) Phần gá kẹp sợi nhựa dẫn hướng qua bánh răng của motor bước để motor có thể cuốn được sợi nhựa
(3) quạt và đế tản nhiệt ngoài chức năng tản nhiệt cho motor bước thì còn tránh để nhiệt lan trên buồng nung sợi nhựa gây chảy sợi nhựa khi chưa vào trong buồng nung ( đảm bảo sợi nhựa chỉ bị chảy ra trong buồng nung)
(4) Buồng nung chảy sợi nhựa bao gồm một trở kháng nhiệt và cảm biến báo nhiệt độ buồng nung về bo mạch xử lý
(5) Kim phun nơi nhựa lỏng sẽ được đùn ra ngoài qua 1 lỗ phun đường kính 0.5mm
Bạn đã hiểu làm thế nào để máy in 3D có thể tạo hình nhựa được rồi đúng không phần sau mình sẽ giải thích làm thế nào máy có thể tạo được hình nhựa theo kích thước mô hình số hóa trên máy tính nhé.
Xin chào và hẹn gặp lại các bạn trong những bài sau. Nhớ like fanpage để cập nhật bài mới sớm nhất các bạn nhé.
Bài trước mình đã giải thích cách thức để đầu phun tạo nên mô hình từ nhựa đúng không nhỉ. Vậy bài này mình sẽ giải thích làm thế nào để máy in 3D tạo nên mô hình với các kích thước, hình dạng được số hóa trên máy tính một cách chính xác nhé.
Các bạn có nhớ mình lấy ví dụ minh họa người thợ làm bánh kem không ? Bạn thấy những hình trang trí trên bánh kem đúng theo ý muốn của người thợ. Để làm được việc đó thì khi vừa bóp túi kem đôi tay người thợ phải di chuyển chính xác theo những hình trang trí mà người thợ làm bánh muốn. Máy in 3D cũng vậy để tạo nên hình dáng thì ngoài việc phun nhựa lỏng ra khỏi kim phun thì kim phun đồng thời cũng phải di chuyển chính xác theo biên dạng những hình được số hóa trên máy tính vậy chúng ta cùng tìm hiểu máy in 3D làm điều này như thế nào nhé.
I. Cơ cấu truyền động của máy in 3D
Máy in 3D truyền động bằng cơ chế dây đai ăn khớp với bánh răng gắn liền với trục của động cơ bước (trục X, Y) mỗi khi động cơ bước quay thì chuyển động qua dây đai tác dụng tới trục X và Y chuyển động tịnh tiến trên trục và ổ bi ( tiến hoặc lùi tùy thuộc vào động cơ quay thuận hay quay ngược). Tương tự với trục Z thì chuyển động được truyền bằng vitme (hoặc thanh ren)
Chi tiết về cơ cấu chuyền động thì mình sẽ nói chi tiết ở các bài sau, ở đây chúng ta có thể thấy để đầu in chạy chính xác được theo biên dạng của vật thể ta cần điều khiển được các động cơ bước ở mỗi trục (X, Y, Z) phối hợp với nhau chính xác. Để làm được điều này thì có 1 bo mạch có nhiệm vụ điều khiển chuyển động của các động cơ bước (step motor).
II. Bo mạch điều khiển Arduno Mega 2560
Bo mạch này điều khiển các động cơ bước như thế nào có lẽ các bạn cũng không cần phải tìm hiểu sâu vì công việc này chúng ta đã được hỗ trợ bởi dự án mã nguồn mở Arduino và Reprap. Mình sẽ giới thiệu sơ lược để các bạn tham khảo thôi nhé.
Arduino là 1 dự án mã nguồn mở miễn phí của cộng đồng lập trình dựa trên nền tảng ngôn ngữ C. Nó bao gồm 1 bộ phần mềm và các thư viện cần thiết được chia sẻ miễn phí để lập trình các bo mạch Arduino (Mega 2560 cũng là 1 trong số đó) có rất nhiều phiên bản như Arduino UNO, Arduino Mega …. Bản thiết kế của các bo mạch này cũng được chia sẻ miễn phí để ai cũng có thể tải về dùng mà không phải trả bất kỳ một khoản chi phí nào ( tất nhiên là bạn vẫn phải trả xiền linh kiện điện tử bạn mua để lắp thành bo mạch nhé ^ ^). Dự án Reprap sử dụng phần mềm điều khiển hay còn gọi là firmware Marlin được cộng đồng Reprap viết cho bo mạch Mega 2560các bạn có thể tải tại đây .
Nhưng tới đây chúng ta lại phát sinh 1 vấn đề , nếu bạn nào am hiểu điện tử thì sẽ biết bo mạch xử lý sử dụng điện thế, công xuất rất nhỏ (chỉ vài mA) trên các cổng điều khiển nên không thể nào điều khiển trực tiếp được các động cơ bước (Nema 17) to đùng đúng không nào ? Để giải quyết điều này ta có các bộ chuyển tiếp hay có thể tạm hiểu là khuếch đại các tín hiệu điều khiển thành công xuất lớn hơn rất nhiều lần dùng để điều khiển động cơ bước gọi là RAMPS Controller Board (viết tắt là RAMPS):
Các ô màu vàng chính là các mạch điều khiển động cơ bước (step driver A4988) tương ứng với các động cơ bước (step motor) của trục X, Y , Z .
RAMPS được cắm chồng lên trên bo mạch Arduno Mega 2560 như hình trên sẽ điều khiển chuyển động của đầu in , bàn in, nhiệt độ đầu in, bàn in … Nói chung là tất cả các hoạt động của máy in 3D sẽ được sử lý tại đây. Các bạn đã phần nào hiểu được cách thức máy in 3D vận hành như thế nào rồi nhỉ. Bài sau mình sẽ nói về cơ cấu chuyền động và khung máy cũng như các thành phần phụ máy in 3D
Xin chào và hẹn gặp lại các bạn trong những bài sau. Nhớ like fanpage để cập nhật bài mới sớm nhất các bạn nhé.
Phải nói đến thời điểm hiện tại thì khung máy của model Prusa i3 đã được cải biến rất nhiều và được chia sẻ rộng rãi trên mạng internet. Bạn có thể sử dụng vật liệu tùy ý theo điều kiện sẵn có để làm khung cho máy in 3D, từ gỗ, acrylic (mi ca), metal (sắt), alu(nhôm) … Mình đưa ra một vài giải pháp đơn giản cho các bạn không chuyên như tải bản vẽ khung máy tại đây và đem ra cơ sở cắt laze thuê họ cắt mica theo bản vẽ có sẵn hoặc mua bộ kít lắp máy in 3D đã cắt sẵn khung máy bằng mica.
Tuy được biến thể so với thiết kế khung ban đầu nhưng tất cả vẫn tuân thủ khung máy dạng H frame chỉ thay đổi các chi tiết lắp ghép cho phù hợp với các yếu tố như thẩm mỹ, tiết kiệm vật liệu… Nên bạn hoàn toàn có thể yên tâm lựa chọn các loại khung máy tùy ý sao cho thuận tiện nhất.
– Các thanh trượt M8 dài ( thanh thẳng 8mm) và vòng bi M8 (đường kính trong của vòng bi 8mm) bạn có thể thay đổi cơ cấu này nhưng mình khuyên là không nên nếu bạn không muốn phải thay đổi kích thước của các chi tiết lắp ghép đã được thiết kế cho kích thước này( gối đỡ và các rãnh cố định vòng bi)
– Dây đai và bánh răng ăn khớp GT2 hay còn gọi là timing belts với độ rộng 5 hoặc 10mm. Lưu í bạn nên chọn đúng chuẩn kích thước bánh răng và dây đai(độ rộng có thể thay đổi) vì nó liên quan đến hành trình của các trục X và Y nếu sai lệch sẽ phải căn chỉnh lại trong firmwave rất mất thời gian và dễ gây sai số ( sai kích thước sản phẩm mô hình) Độ rộng tiêu chuẩn của dây đai là 5mm nhưng bạn cũng có thể sử dụng các dây đai GT2 với bề rộng lớn hơn. Chú ý về độ co dãn của dây đai nếu dây đai kém chất lượng hoặc bị trùng sẽ dễ đến tình trạng khi motor đổi hướng đột ngột làm sai lệch hành trình dẫn đến méo dạng khi in (điển hình là bị méo lỗ khi in).
II. Các thành phần khác của máy in 3D
1. Bộ nguồn :
Máy in 3D có các mạch điện chạy với điện áp từ 7-12V nên bạn sẽ cần 1 bộ nguồn cao tần (nguồn xung) 12v đủ khả năng cung cấp điện cho mạch xử lý, các motor và bàn nhiệt … vào khoảng 250w, bạn có thể tận dụng nguồn máy tính cũ để cấp điện 12V cho máy in 3D ở dây mầu đen(-) và vàng(+) trên cụm dây ra của nguồn (nếu dùng cách này bạn kích bật nguồn bằng cách nối dây mầu xanh lá cây với dây mầu đen để bật nguồn máy tính)
2.Bàn nhiệt : bàn nhiệt là gì ? tại sao cần bàn nhiệt.
– Bàn nhiệt là 1 tấm phíp mỏng có kích thước 200 x 200mm bên trong gồm các trở kháng có tác dụng sinh nhiệt trên bề mặt lên đến ~100 độ C. Trên thị trường thông dụng hiện nay đang sử dụng bàn nhiệt MK2 cho các máy in 3D tự lắp.
– Tại sao lại phải sử dụng bàn nhiệt: ta biết khi in nhựa lỏng sẽ được đắp từng lớp lần lượt vậy khi gặp nhiệt độ môi trường nhựa sẽ nguội đi và đông cứng lại. Đặc tính giãn nở của nhựa nhiệt độ cao nở ra và co lại khi nguội, chính điều này dẫn đến hiện tượng các lớp nhựa không nguội đi cùng nhau sinh ra giãn nở khác nhau giữa các lớp làm cho mô hình bị cong vênh. Khắc phục điều này chúng ta sử dụng bàn nhiệt để giữ cho nhiệt độ các lớp trên và lớp dưới cùng gần tương đương, giảm hiện tượng cong vênh khi nguội của mô hình.
3. Màn hình LCD :
model prusa i3 sử dụng màn hình LCD 2004 rất thông dụng trên thị trường bạn có thể mua được dễ dàng tại các cửa hàng linh kiện điện tử . Màn hình này giúp hiển thị các thông số của máy in để tiện theo dõi trong quá trình hoạt động. Bạn có thể mua kèm đế gắn màn hình dành cho máy in 3D tự lắp tích hợp thêm núm vặn vô cực điều khiển và khe đọc thẻ SD. Rất tiện dụng khi bạn không muốn phải bật máy tính trong suốt quá trình in khoảng vài tiếng đồng hồ cho 1 sản phẩm.
Vậy là các bạn đã phần nào hiểu được các thành phần của máy in 3D hoạt động ra sao rồi nhỉ. Chuẩn bị linh kiện và lắp ráp máy chiếc máy in của riêng bạn nào, hẹn các bạn bài sau nhé. Nhớ like fanpage để cập nhập các bài viết mới nhé.
