Máy in 3D đa năng của nhóm sinh viên trẻ TP HCM

Gặp nhiều thất bại và số tiền đầu tư liên tục “không cánh mà bay” nhưng nhóm SV ĐH Công nghệ TP.HCM vẫn quyết tâm vượt mọi khó khăn để thiết kế thành công chiếc máy in 3D kết hợp khắc laser và phay CNC.

 

Sinh viên máu nghiên cứu đến… quên ăn

 

Theo Nguyễn Trung Quí, trưởng nhóm nghiên cứu, hiện nay máy in 3D là công nghệ mới, mang lại giá trị thúc đẩy phát triển nhiều ngành như cơ khí, xây dựng, y học… Trong tương lai, máy in 3D có thể thay thế dần phương pháp gia công cơ, hạn chế ô nhiễm môi trường, rút ngắn thời gian tạo mẫu mới.

 

“Với máy in 3D kết hợp khắc laser và phay CNC, người sử dụng có thể thực hiện nhiều ứng dụng trên một máy trong quá trình sản xuất” – Quí chia sẻ.

 

 

Những SV có “máu” nghiên cứu và không ngại khó khăn khi làm khoa học. Ảnh: Nhóm cung cấp.

 

Khi thực hiện đề tài, do không có đủ kiến thức chế tạo máy in 3D, nhóm đã gặp thất bại không ít lần trong quá trình lắp ráp. Các linh kiện hoạt động không ăn khớp với nhau dẫn đến hư hỏng.

 

“Linh kiện cơ khí để chế tạo máy in 3D chủ yếu là linh kiện ngoại nhập, giá rất cao nên mỗi lần hư hỏng là coi như nhóm mất luôn mấy triệu đồng”- Tăng Thanh Bình, thành viên nhóm kể về những khó khăn trong quá trình chế tạo.

 

Để khắc phục những thất bại đáng tiếc đó, các thành viên nhóm đã thay phiên nhau thức đêm lên mạng tìm hiểu kiến thức, tra từ điển để dịch thuật các tài liệu tiếng nước ngoài. Sau khi có được kiến thức chuẩn, các thành viên tiếp tục họp bàn cùng thống nhất cách làm chung.

 

Nhiều tháng cặm cụi trong nhà xưởng “tại gia” là căn phòng của một thành viên trong nhóm, chiếc máy in 3D kết hợp khắc laser và phay CNC đã ra đời.

 

Nhóm cho biết, tưởng chừng đã "ngon nghẻ", nhóm chuẩn bị "khăn gói quả mướp" mang sản phẩm đi dự thi giải thưởnggiải thưởng SV nghiên cứu khoa học Euréka. Tuy nhiên, trước ngày thi,chiếc máy của nhóm bỗng dưng không hoạt động. Các thành viên đã thức nguyên cả đêm “vật vã” với các linh kiện điện tử, kiểm tra lại toàn bộ hoạt động của máy.

 

“May mắn đến gần sáng, nhóm đã giải quyết tất cả những vấn đề khúc mắc, máy vận hành trơn tru. Cả nhóm mang máy thật nhanh đến khu vực dự thi trong niềm vui sướng và quên luôn ăn sáng”- Đặng Văn Đông, thành viên nhóm kể.

 

Máy in 3D "3 trong 1'

 

Thiết kế cơ khí của máyin 3D kết hợp khắc laser và phay CNCđảm bảo thực hiện ba chức năng và kết cấu đầu điều khiển linh hoạt, có thể tháo lắp đễ dàng và thay đổi 3 chức năng: in 3D, khắc laser và phay CNC một cách nhanh gọn, dễ dàng.

 

Máy in 3D vừa có chức năng tạo mẫu nhanh các chi tiết thiết kế trên máy tính, vừa được tích hợp thêm chức năng khắc laser công suất nhỏ để khắc hình dạng mong muốn, vừa có thể tự động thực hiện quá trình gia công phay cơ khí chi tiết khi thay đổi kết cấu đầu trục chính.

 

 

Máy in 3D “3 trong 1” của nhóm. Ảnh: Nhóm cung cấp.

 

Máy có kết cấu cơ khí được thiết kế và tính toán động học dựa trên động học của robot song song, đảm bảo việc chuyển động nội suy phức tạp. Quá trình tính toán được ứng dụng trong việc thiết kế và chế tạo cơ khí để hoàn thiện mô hình máy sao cho đảm bảo đạt độ chính xác cao, đáp ứng đầy đủ yêu cầu thực tiễn và hoàn toàn có khả năng ứng dụng vào thực tế.

 

“Máy in 3D có thể in ra vật thể bằng nhựa PLA từ các bản thiết kế trên các phần mềm mô phỏng và thiết kế 3D bằng phương pháp FFF (Fused Filament Fabrication)”- Tống Thanh Huy, thành viên nhóm nói.

 

Máy được điều khiển bằng chương trình số NC (Numerical control), có thể đọc được G-code để vừa thực hiện chức năng in 3D, vừa khắc khi kết hợp đầu khắc laser công suất 2000mW để khắc vật liệu mềm, vừa chức năng như máy phay CNC khi thay đầu phun mực máy in thành đầu cắt quay tốt độ cao.

 

Khi gia công, máyin 3D có sai số rất nhỏ, từ 0.05 đến 0.1mm nhờ ứng dụng thuật toán điều khiển robot song song vào máy in để đạt được độ chính xác yêu cầu.

 

Ứng dụng các phần mềm cắt lớp sẵn có như Slic3r, CURA… để xuất mã G-code cho máy in hoạt động, các phần mềm Match3 để xuất chương trình điều khiển máy in 3D thành máy khắc laser hay cắt phay CNC.

 

Mô hình đã hoàn thành và có thể thực hiện chức năng tạo mẫu nhanh chi tiết, vừa khắc hình dạng mong muốn sử dụng tia laser và kết hợp gia công phay CNC tự động.

 

Theo Khám Phá