Sinh viên công nghệ tự chế tạo máy in 3D để sản xuất mô hình máy bay

Mặc dù mới chỉ là sinh viên năm thứ ba nhưng Vũ Văn Đại, ngành Công nghệ Hàng không Vũ trụ, trường ĐH Công nghệ, ĐH QGHN đã có thể tự chế tạo được máy in 3D để sản xuất ra mô hình máy bay.

Hiện nay, công nghệ in 3D đã được ứng dụng phổ biến trong rất nhiều các lĩnh vực từ kiến trúc, xây dựng, thời trang, mỹ thuật, y học, thẩm mỹ, giáo dục đến các ngành công nghiệp sản xuất…

Việc tạo ra một sản phẩm riêng bằng máy in 3D mang đậm ý tưởng sáng tạo của bản thân chắc chắn sẽ là trải nghiệm rất thú vị.

Đối với sinh viên, việc sở hữu một máy in 3D dường như vẫn còn quá khó bởi giá thành của chúng tương đối đắt đỏ.

Để giải quyết vấn đề này, Vũ Văn Đại – sinh viên ngành Công nghệ Hàng không Vũ trụ, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tự mình bắt tay vào tìm hiểu và nghiên cứu công nghệ in 3D để tự chế tạo loại máy in này và có thể sản xuất các mô hình máy bay trong quá trình học tập.

Dựa trên một số tài liệu hướng dẫn về sản xuất máy in 3D, Đại đã đưa ra những phiên bản ban đầu của máy in, tuy nhiên, chúng chỉ sản xuất được các mô hình đơn giản, chưa làm ra được các sản phẩm phức tạp như kích thước lớn, độ cong bề mặt cao, độ chính xác thấp,…

Đại chia sẻ: “Thực sự đây là một công việc không dễ dàng từ khâu tìm hiểu, học hỏi những người có kinh nghiệm tới thiết kế, lắp ráp chiếc máy in thủ công đầu tiên cho tới khi cải tiến và hoàn thiện sản phẩm để từ đó in ra những mô hình máy bay đạt độ chính xác và tối ưu nhất về mặt chất lượng cũng như thời gian.

Việc thiết kế máy in 3D còn đòi hỏi những phương pháp làm giảm độ rung và tăng độ chính xác. Trong phiên bản đầu tiên của máy in do vẫn làm theo phương pháp thủ công và thiếu kinh nghiệm nên sản phẩm in ra còn có một số hạn chế như máy hoạt động chưa tốt, tiếng ồn lớn, khổ in còn nhỏ”.

Nghiên cứu thiết kế của sinh viên Vũ Văn Đại

Để khắc phục, trong những phiên bản tiếp theo, chàng sinh viên này đã tận dụng được các chi tiết từ máy in đầu tiên kèm theo sự bổ sung của bàn nhiệt thì chất lượng sản phẩm in ra đã tốt hơn, có độ chính xác cao hơn và giảm đáng kể được tiếng ồn.

“Với việc sử dụng nhôm định hình, cấu trúc Hypercube và bàn in cố định khiến kết cấu của khung vững chắc hơn vì thép có độ cứng cao, máy in 3D đã đỡ rung lắc trong quá trình in, từ đó chất lượng sản phẩm đã được cải tiến rất nhiều so với phiên bản trước đặc biệt là đối với các chi tiết có kích thước lớn”, Đại cho biết thêm.

Từ quá trình nghiên cứu các phiên bản khởi đầu cũng như những kinh nghiệm và kiến thức có được, phiên bản hiện nay đã hoàn thiện hơn những phiên bản đầu, với rất nhiều ưu điểm được tổng hòa như: chất lượng sản phẩm in tốt, bề mặt mịn, độ chính xác cao, kích thước khổ in lớn hơn, độ rung lắc và tiếng ồn khi hoạt động được giảm thiểu rõ rệt.

Cần mẫn chăm chỉ từng chi tiết nhỏ trong nghiên cứu

Đại cho hay, bên cạnh máy in 3D thì chất liệu in cũng là điều hết sức quan trọng, nó ảnh hưởng tới tốc độ in, chất lượng sản phẩm… Qua thời gian tìm hiểu và thử nghiệm thì sử dụng nhựa PLA cho máy in là ổn định và tối ưu nhất, vừa thân thiện môi trường, vừa dễ phân rã lại vừa cho sản phẩm chất lượng cao.

Tuy nhiên để đạt được chất lượng sản phẩm in tốt nhất thì lại không hề dễ dàng, đặc biệt là việc tính toán tốc độ in.

Đại chia sẻ, nếu in quá nhanh nhựa sẽ không kịp khô, chất lượng sản phẩm không tốt, xô lệch bề mặt,… khi giảm tốc độ thì sản phẩm đạt chất lượng tốt, bề mặt mịn màng nhưng thời gian in và hiệu quả của máy in sẽ giảm đi.

Sau quá trình nghiên cứu và tìm hiểu cùng những kinh nghiệm đúc rút được thì máy in 3D sử dụng nhựa PLA sẽ tối ưu nhất với: tốc độ in đạt 60mm/s; tốc độ in lớp đầu tiên đạt 30mm/s và tốc độ in bề mặt đạt 30mm/s.

Mô hình máy bay từ công nghệ in 3D

Với những cải tiến về máy in 3D, sinh viên hiện nay có thể tự thiết kế, sản xuất những mô hình máy bay với các thông số khí động của cánh như góc xoắn, góc chếch, góc quét cánh mà ở đó có thể chính xác đến 1-2 độ với mục tiêu tiết kiệm chi phí vận hành và đưa ra hình dáng tối ưu cho một chiếc máy bay có tính ứng dụng cao trong tương lai.