Thiết kế CAD và in 3D – từ bản vẽ đến chi tiết in, nghề kĩ thuật viên CAD và in 3D
Học sinh dựng một chi tiết từ khối cơ bản (khối hộp bo góc, trụ, lỗ khoét xuyên, mấu chìa) với kích thước bằng mm trong khung 3D xoay được, xem ba hình chiếu vuông góc, rồi cắt lớp như phần mềm slicer: chọn chiều dày lớp, mật độ infill, số lớp vỏ, bật support cho phần nhô quá 45°. Mô phỏng in từng lớp, ước tính thời gian in, chiều dài và khối lượng sợi nhựa PLA (1,24 g/cm³), chi phí vật liệu, biểu đồ đánh đổi độ bền – khối lượng – thời gian theo infill, và kết thúc bằng thẻ nghề kĩ thuật viên CAD, kĩ thuật viên in 3D.
Phục vụ chủ đề Nghề nghiệp trong lĩnh vực cơ khí (Công nghệ lớp 11): học sinh trải nghiệm quy trình làm việc thật của hai nghề mới trong cơ khí – kĩ thuật viên thiết kế CAD và kĩ thuật viên in 3D (sản xuất bồi đắp). Chi tiết được dựng từ khối cơ bản; phần cắt lớp dùng mô hình ước lượng đơn giản (đường nhựa 0,45 mm, tốc độ trung bình 75 % tốc độ đặt, support thưa 15 %, PLA 1,24 g/cm³), đủ để so sánh các phương án, không thay cho phần mềm slicer thật.
Bước 1 (Thiết kế CAD): kéo các thanh dài, rộng, cao, bo góc, đường kính và chiều cao trụ, lỗ khoét, độ vươn và góc mặt dưới của mấu chìa; xem khối 3D, ba hình chiếu và nhãn quy tắc 45°. Bước 2 (Cắt lớp): chọn chiều dày lớp, infill, số lớp vỏ, tốc độ, giá nhựa, bật hoặc tắt support; kéo thanh Xem lớp để soi đường vỏ, infill và support của từng lớp; kéo trên biểu đồ để đổi infill. Bước 3 (In): xem đầu phun đắp từng lớp, thời gian đã in; tắt support để thấy lỗi nhựa rủ. Bước 4: thẻ nghề với kĩ năng, công cụ, lộ trình đào tạo và thuật ngữ quốc tế.
Câu hỏi gợi ý:
– Tăng infill từ 20 % lên 100 % thì độ bền, khối lượng và thời gian in thay đổi thế nào? Phương án nào hợp lí cho một chi tiết thử?
– Vì sao mặt dưới mấu chìa nghiêng 60° cần support còn nghiêng 40° thì không?
– Trong quy trình trên, việc nào do kĩ thuật viên CAD làm, việc nào do kĩ thuật viên in 3D làm?
Tham số điều chỉnh được
- Bán kính bo góc (fillet) (0–10 mm)
- Đường kính lỗ khoét xuyên (0 = không khoét) (0–16 mm)
- Số lớp vỏ (tường) (1–5)
- Chiều cao khối hộp H (5–30 mm)
- Chiều dài khối hộp L (20–80 mm)
- Chiều dày lớp in (0,1–0,3 mm)
- Độ vươn của mấu chìa (0 = không có) (0–25 mm)
- Bước mở đầu
- Chiều rộng khối hộp W (20–60 mm)
- Tự thêm support cho phần nhô quá 45°
- Tốc độ in (20–100 mm/s)
- Chiều cao trụ (2–30 mm)
- Góc mặt dưới mấu chìa so với phương thẳng đứng (20–90 °)
- Mật độ điền đầy (infill) (0–100 %)
- Giá cuộn nhựa PLA (10–60 USD/kg)
- Đường kính trụ (0 = không có trụ) (0–40 mm)