Xem mẫu
- Tạp chí Vật liệu và Xây dựng Tập 11. Số 6 (2021)
1JKLrQFứXWKLếWNếYjFKếWạRPi\LQ'ErW{QJ
Lê Cao Chiến , Nguyễn Văn Tuấn , Lê Trung Thành , Phùng Thị Mai Phương1
1* 2 1
1
Viện Vật liệu Xây dựng, Số 235 Nguyễn Trãi, P. Thanh Xuân Trung, Q. Thanh Xuân, TP. Hà Nội
2
Khoa Cơ khí – Cơ điện tử, Trường Đại học Phenikaa
TỪ KHOÁ TÓM TẮT
%rW{QJ &{QJQJKệLQ'ErW{QJKLện nay là đạLGLện điểQKuQKFủDQJjQK[k\GựQJYềYLệFiSGụQJF{QJQJKệFủD&iFK
Đầu iQ PạQJF{QJQJKLệSOầQWKứtư vào kỹWKXậW[k\GựQJKLện đại. ĐểFyWKểKLệQWKựFKRiNỹWKXậWLQ'ErW{QJ
Điều khiển
WURQJFKếWạRFiFFấXNLệQYừDFyNKảnăng chịXOựFWốWYừDFyKuQKGiQJNLếQWU~FWKẩPPỹđẹSWKuPi\LQ'
,Q'
ErW{QJFKtQKOjF{QJFụTXDQWUọQJQKấW%jLEiRQj\WUuQKEj\NếWTXảQJKLrQFứXWKLếWNếYjFKếWạRPộWPi\
LQ'ErW{QJFỡOớn điển hình có kích thướFWổQJWKể [[2,53 m và kích thướFFấXNLệQOớQQKấWFy
WKểin được lên đếQ[[2,5 m. Đây là sảQSKẩm máy in 3D bê tông đầXWLrQFủD9LệW1DP
.(
-
WD\QJKềF{QJQKkQKLệQQD\&iFKạQFKếFốKữXFủDNỹWKXậW[k\GựQJ
>@EằQJNỹWKXật ép đùn hỗQKợSErW{QJ6ửGụng phương pháp này
YớLYậWOLệXErW{QJKRjQWRjQFyWKểđượFJLảLTX\ếWEằQJF{QJQJKệ
FyWKểWạRUDFiFEức tườQJXốQFRQJKD\FiFYậWWKểKọDWLếWFầXNỳFy
LQ ' Er W{QJ ,Q ' Oj PộW Nỹ WKXậW FKế Wạo đắS OớS $GGLWLYH
NếWFấXYữQJFKắc hơn so với phương pháp xây dựQJWUX\ềQWKốQJĐộ
PDQXIDFWXULQJWHFKQLTXH), trong đó vậWOLệu đượFNếWQốLYớLQKDXWKHR
PịQFủa quá trình ép đùn vậWOLệu đạt đượFEằQJFiFKNLểm soát độFKả\
WừQJOớp đểKuQKWKjQKQrQYậWWKểFầQJLDF{QJWừGữOLệXP{KuQK
Fủa đầu đùn theo hướQJGọFYjQJDQJ7X\QKLrQF{QJQJKệQj\Fy
WKLếWNế'>@4XiWUuQKEắt đầXYớLP{KuQKWKLếWNế'EằQJSKầQ
QKữQJKạQFKếOj EịJLớLKạn trong ép đùn dọc, do đó mang lạLFiFFấX
Pềm máy tính. Sau đó mô hình này đượFFKX\ển sang địQKGạQJQJ{Q
WU~FOLrQNếW' PởUộQJWKHRFKLềXGọFFủDKuQKSKẳQJ
- &ấXWU~F
QJữ SKkQ YQJ NK{QJ JLDQ WLrX FKXẩQ 67/ 6WDQGDUG 7HVVHOODWLRQ
'WạRYLền có vai trò như“ván khuôn” ban đầXFyWKểNKiSKứFWạp để
/DQJXDJH) đưa ra các thông tin vềWọa độYjUDQKJLớLFủa các đối tượQJ
WKựFKLệQNKLVảQ[XấWW\WKXộc vào kích thướFYjKuQKGạQJFủDYậW
FầQFKếWạR7Lếp đến các đối tượng in đã đượFSKkQYQJNK{QJJLDQ
WKểđượFLQ 9Lệc đúc bê tông tuầQWựEịgián đoạn trong “ván khuôn”
này đượFFắWWKjQKFiFOớSYớLFKLềXGầ\FiFOớSEằQJQKDXSau đó,
GRiSVXấWWKủy tĩnh và tính chất cơ họF\ếXFủa bê tông đùn có thểGẫQ
FiFOớp đượFFKX\ển đổLWKjQKPm*FRGHOjFiFWậSWLQFKứDWK{QJWLQ
đếQFiFYQJOLrQNếW\ếXJLữDFiFOớS
đường in đểđiềXNKLểQPi\LQFKếWạRYậWWKểLưu đồTX\WUuQKđểWLếQ
KjQKin 3D đượFWKểKLện như trong Hình 1.
/LrQKệWiFJLả OHFDRFKLHQ#JPDLOFRP JOMC 15
1KậQQJj\ VửD[RQJQJj\FKấSQKậQđăng 04/11/2021
- Tạp chí Vật liệu và Xây dựng Tập 11. Số 6 (2021)
Giai đoạQLQWKựFKLệQEởLPi\LQ'OjPộWKệWKốQJJLjQGẫQ
độQJ PộW Eộ đầu in đượF điềX NKLển để địQK Yị đầX LQ WKHR Wọa độ
'HVFDUWHV;
- 6ựSKốLKợSJLữDWốc độGLFKX\ểQFủDđầXLQ
Yj Wốc độ GzQJ QJX\rQ OLệX được đùn ra Oj UấW TXDQ WUọQJ để WạR UD
đườQJLQPRQJPXốQ
+uQK0{KuQKNỹWKXậW&RQWRXU&UDIWLQJin đườQJYLềQNếWFấXYj
VảQSKẩm điểQKuQK
7ừQKữQJnăm 200ĐạLKọc Loughborough, Vương QuốF$QK
đã nghiên cứXSKiWWULểQNỹWKXậWLQ'ErW{QJ '&RQFUHWH3ULQWLQJ
-
GựDWUrQQJX\rQWắc ép đùn, tương tựnhư chếWạo đườQJYLềQFủDF{QJ
QJKệ&RQWRXU&UDIWLQJ, đồQJWKờLFyWKểWKựFKLện in các đườQJYLềQ
SKứFWạSYjOLrQNếWFKặWFKẽYớLQKDX&KtQKQKờđặc điểPQj\'
Concrete Printing đượF[HPOjJLảLSKiSWLềm năng nhấWWURQJ[k\GựQJ
KLệQQD\EởLYuF{QJQJKệQj\FyWKểFKếWạRQKDQKUDFiFWzDQKjF{QJ
trình đồQJGạQJKjQJORạt cũng như in ra các cấXNLệQQJ{LQKjFy +uQK0{WảFấXWU~FPi\LQ'
NLếQWU~FNKiFQKDX7URQJF{QJQJKệQj\KỗQKợp bê tông đượFYậQ
FKX\ểQTXDPộWKệWKốQJống và bơm được điềXNKLểQWựđộQJFXốL ÉS GụQJ F{QJ QJKệ LQ ' Er W{QJ WURQJ [k\ GựQJ WạL 9LệW
cùng được đùn qua một vòi phun đểLQFiFOớp bê tông. Đây là mộWTX\ 1DPQKuQFKXQJYẫQFzQFKậPGRWKLếXFiFORại máy in 3D thương mạL
WUuQKVảQ[XấWOLrQWụF, trong đó, các lớSYậWOLệu đùn ướWOLrQWLếp đượF YớLJLiFảSKKợS9uYậ\YLệFQJKLrQFứXWKLếWNếYjFKếWạRPi\LQ
OLrQNếWYớLQKDXWKHRWầQJ>@Phương pháp này có thểWạRUDFiF 'ErW{QJNKổOớQOj\rXFầXFấSWKLếWQKằPSKiWWULểQYjOjPFKủ
EềPặWWLếS[~FOLrQWụFJLữDKDLOớp bê tông in. Do đó, sẽtránh đượF F{QJQJKệ LQ'ErW{QJSKKợSYới điềXNLệQNLQKWếNỹWKXậWWạL
FiFNKRảQJWUốQJKuQKKọFJLữDKDLOớSWURQJNỹWKXậWLQ'> @ 9LệW1DP%jLEiRQj\WUuQKEj\NếWTXảQJKLrQFứXWKLếWNếYjFKếWạR
Pi\LQ'ErW{QJcó mô hình như trong Hình 5đểLQNếWFấXFyNtFK
thướF Wối đa 1,8 m x 1,8 m x 2,5 m. ĐộQJ cơ bướF Fy Wốc độ
vòng/phút đượFOựDFKọn là cơ cấXFKấSKjQKWUrQWấWFảFiFWUục để
Wối ưu vềFKLSKtYjFXQJFấSFKức năng mong muốn. Động cơ bướFFy
P{PHQ[RắQFDRFKRSKpSPi\LQWKựFKLệQFiFFKX\ển độQJWốc độ
FDRFầQWKLếWNKLLQSKXQ0ỗi động cơ đượFJKpSQốLYới trình điềX
NKLển bướFKRạt độQJởFKếđộvi bướF PLFURVWHSSLQJ) cho phép độQJ
cơ bướFGừng và địQKYịWạLYịWUtQửa bướFJLữa 2 bước đủ. Ưu điểP
+uQK.ỹWKXậWLQ'ErW{QJ '&RQFUHWH3ULQWLQJ
- YjVảQSKẩPFy Fủa phương pháp này là động cơ có thểKRạt độQJYới góc bướFQKỏ
đườQJFRQJ>@ độFKtQK[iFFDR'R[XQJFấSFyGạng sóng nên động cơ hoạt độQJrP
hơn, hạQFKếđượFYấn đềFộng hưởng khi động cơ hoạt độQJ
Trong các quy trình in đắSOớSNKảnăng bơm và tính ổn địQK
Fủa quá trình đùn là rấWTXDQWUọng. ĐặFWtQKQj\VẽNKiFQKDXW\WKXộF
YjRWKjQKSKầQKỗQKợSErW{QJKệWKốQJSKkQSKốLYjđầXLQ7K{QJ
VốNỹWKXậWFKXQJWURQJTXiWUuQKin 3D bê tông đượFSKkQORạLWKjQK
Eốn đặFWtQKFKtQKEDRJồP>@
- .Kảnăng bơm +ỗQKợSErW{QJGLFKX\ểQTXDKệWKốQJSKkQSKốL
GễGjQJYjWLQFậ\
- .Kảnăng in 6ợLErW{QJLQUDJLữđượFKuQKGiQJổn địQKYjOLrQWụF
- .Kảnăng xây .Kảnăng chốQJELếQGạQJFủDFiFOớp bê tông, đượF
WạRUDEởLFiFVợLErW{QJLQOLrQNếWYớLQKDXdướLWiFGụQJFủDWảL
WUọQJEảQWKkQYjWảLWUọQJFủDFiFOớSErW{QJSKtDWUrQLQUDVDX
- 7KờLJLDQWKLF{QJ .KRảQJWKờLJLDQPjKỗQKợSErW{QJJLữđượF
NKảnăng bơm, khảnăng in và NKảnăng xây WURQJGXQJVDLFyWKểFKấS
QKận đượF +uQK0{KuQKPi\LQ'ErW{QJđượFQJKLrQFứXWKLếWNếYjFKếWạR
JOMC 16
- Tạp chí Vật liệu và Xây dựng Tập 11. Số 6 (2021)
7KLếWNếYjFKếWạRNKXQJFKRPi\LQ' đềFRQJY}QJNK{QJJk\ảnh hưởng đến độFKtQK[iFNKLLQWUục Y đượF
WKLếWNếVửGụQJEộWUX\ền động thanh răng –bánh răng nhằPNK{QJJk\
Khung cơ khí đượFWKLếWNếđảPEảR\rXFầXNỹWKXật như sau: ra độtrượt, độUXQJ7Uục Y đượFWKLếWNếOớQQKấWYjFKắFFKắQQKấW
Dung sai độSKẳQJ PPFKLều dài, Dung sai độSKẳQJEềPặW WURQJKệWKốQJPi\LQ, đượFJLDFốEằQJKệNKXQJFKịXOực đểtăng độ
PP'XQJVDLJLữDFiFEềPặWVRQJVRQJ PPFKLềXGjL'XQJVDL YữQJFKắFFKRPi\LQ+uQKWKểKLệQEảQYẽWKLếWNếWUụF
- SKiSKLệXTXảiSVXất đùn phải đượFKLệXFKỉQKWKHRFKX\ển độQJFủD
đầu in. Tuy nhiên khi xem xét đồQJWKờLFiF\ếXWốnhư độSKứFWạS
WKXậQWLệQWURQJVảQ[XấWNKảnăng tạRiSOực thì cơ cấXWUục vít đượF
đánh giá cao hơn>@
+uQK%ảQYẽWKLếWNếWUụF=
7UụF
- Tạp chí Vật liệu và Xây dựng Tập 11. Số 6 (2021)
cơ bướFWURQJNKLQJXồQFấp cho động cơ trựFWLếSWừQJXồn điệQ7UuQK
điềXNKLển động cơ thườQJFyVẵQởGạQJPạFKWtFKKợS ,&
- 0ạFK
điệQWử, trình điềXNKLển động cơ hoạt động như bộNKXếch đạLGzQJYu
FK~QJOấ\PộWWtQKLệXQKỏWừEộđiềXNKLểQYjWạo ra đầXUDJLốQJWtQ
KLệu đầu vào nhưng dòng cao hơn. Hệ WKống này cho phép động cơ
KRạt độQJởdòng điệQFDRVẽNK{QJOjPKỏQJERPạch điềXNKLểQ
D
- Cơ cấXWUụFYtW E
- Cơ cấXSLWWRQJ F
- Cơ cấXNKtQpQ
+uQK&iFORại cơ cấu đượFVửGụng trong ép đùn trong in 3D bê tông
ĐầXLQErW{QJđượFWKLếWNếGạQJWUụ, đườQJNtQKFấp đểFKứD
YậWOLệu trướFNKLYtWWảLFKX\ểQKỗQKợSErW{QJđến đầXLQ%ộSKậQ
này được điềXNKLểQEằng 1 động cơ servo có điềXNKLểQWốc độTXD\
&yWKểWLếSOLệXEằQJWD\KRặFWựđộQJWK{QJTXDPộWPi\bơmErW{QJ
Đầu in đượFWKLếWNếWKiROắSGễdàng đểFyWKểthay đổLELrQGạng đầX
LQNKLFầQWKLếW[HP+uQK&ụm đầu in đượFOắSYớLWUụF;EằQJFiF
+uQK%RPạch điềXNKLểQ
EXO{QJ
+uQKSơ đồPạch điềXNKLểQPi\LQ'ErW{QJ
+uQK7KLếWNếFụm đầXLQ 3KầQPềm điềXNKLểQ
7KLếWNếYjFKếWạRKệWKốQJđiện và điềXNKLểQ +ệ WKống điềX NKLểQ FKR Pi\ LQ ' EDR JồP KDL WKjQK SKầQ
0ạch điềXNKLểQ FKtQK SKầQ Pềm điềX NKLểQ ILUPZDUH
- Yj SKầQ PềP FắW OớS 3KầQ
Pềm điềXNKLển đượFWtFKKợSYjRERPạFKFKủFủDPi\LQFyFKứF
%RPạch điềXNKLển đượFWạRWKjQKWừKDLWKjQKSKầQ %ộvi điềX năng GịFKKLểXPm*FRGH YjJửLFiFOệnh tương ứng đếQ FiFWKjQK
NKLểQYjEảQJPạFK&iFWKjQKSKầQQj\FyWKểđượFNếWKợSWKjQK SKầQFủDPi\LQđểđiềXNKLểQFiFWUụF;
- Tạp chí Vật liệu và Xây dựng Tập 11. Số 6 (2021)
3KầQPềPFắt, được cài đặWWUrQPi\WtQKFiQKkQWạR*FRGH
cho chương trình điềXNKLểQPi\LQ>@4XLWUuQKFKếWạRPộWWKjQK
SKầQVửGụQJNỹWKXậWLQ'QyLFKXQJEắt đầXWừILOHP{KuQK'Fy
WKểđượFYẽ WUrQFiFSKầQ PềPYẽ' FKX\rQ Gụng như AUTOCAD,
SOLIDWORD, SKETCHUP,… TậSWLQ'VẽđượFFKX\ển đổLVDQJđịQK
GạQJPjPi\LQ'FyWKểKLểXYjQKậQGạng thường là địQKVạQJ67/
&iFILOHđịQKGạQJ67/FKứDWK{QJWLQYềPỗLOớSLQđượFJửi đếQSKầQ
PềPFắWOớS3KầQPềPFắWOớSFKRSKpSTXảQOमP{KuQK67/WKựF
KLện các điềXFKỉQKQKỏđốLYớLKuQKGạQJFủDPộWSKầQVửDOỗLWKD\
đổi hướQJFiFEộSKậQFKỉđịnh độGj\OớSYjlượQJYậWOLệu đùn, chấW
lượng in, thay đổLFiFWK{QJVốJLDF{QJP{SKỏQJTXiWUuQKYjWạR
đườQJLQ7ấWFảFiFOỗLFyWKể[ả\UDWUrQP{KuQKLQ'đềXFyWKể
đượFVửa và điềXFKỉQKWURng bướFQj\.KLWấWFảFiFWKDRWiFYớLP{
hình STL đượFWKựFKLện, chương trình cắWOớSVẽWạRUDPm*FRGH*
FRGHđượFWảLOrQWUựFWLếSWừ3&EằQJJLDRGLệQ:HEFiSKRặFWKẻQKớ
&KếWạRYjOắp đặWPi\LQ'ErW{QJ
E
- 0ẫXLQWKử
Trên cơ sởQJKLrQFứXWKLếWNếPi\LQ'ErW{QJđầXWLrQFủD +uQK+ệWKốQJPi\in 3D bê tông đầXWLrQFủD9Lệt Nam đượF
9LệW1DPđãđượFFKếWạRWKjQKF{QJ +uQK
- Yới kích thướFWổQJ WKLếWNếYjFKếWạRWạL9LệQ9ậWOLệX[k\GựQJ%ộ;k\GựQJ
WKể [[PWốc độLQWối đa 250 mm/s, tốc độSKXQKỗQ
KợSErW{QJđạWWối đa 50 lít/phút đểFyWKểin đượFNếWFấXFyNtFK .ếWOXậQ
thướFWối đa 1,8 m x 1,8 m x 2,5 m0i\LQ'ErW{QJFyKệNếWFấX
UấWFKắFFKắn và cân đốLNK{QJFyEộSKậQQjRFủDPi\LQEịUXQJYj &{QJQJKệLQ'ErW{QJđangWUởWKjQKF{QJQJKệKLện đạLFy
ELếQGạQJ&iFEjLNLểPWUDFKX\ển độQJFKRWKấ\WtQKWRjQYẹQFủD NKảnăng ứQJGụQJUộQJUmLWURQJQJjQK[k\GựQJ7URQJYjLWKậSNỷ
YLệFOắp đặWPi\LQYjWKjQKF{QJFủDWKLếWNếđượFSKiWWULểQ3KầQ YừDTXDF{QJQJKệin 3D bê tông đã có bướFWLến vượWEậc và đã chứQJ
cơ khíKệWKống đLệQYjSKầQPềm điềXNKLểQPi\cũng đã đượFWULểQ PLQKOjF{QJQJKệđáng tin cậ\đểFKếWạo đượFFiFVảQSKẩPNếWFấX
NKDLOắp đặWYjSKiWWULểQđồQJEộđểđảPEảRPi\LQ'ErW{QJKRạW F{QJWUuQKYớLWtQKWKẩPPỹNLếQWU~FFDRWKkQWKLệQYới môi trườQJ
độQJKRjQWRjQổn địQK &{QJQJKệLQ'ErW{QJKRjQWRjQFyWKểFạQKWUDQKYớLFiFF{QJQJKệ
WKLF{QJ[k\GựQJthông thườQJYềWốc độWtQKVẵQFyYjFKLSKt
0i\LQ'ErW{QJFỡOớn đầXWLrQFủD9Lệt Nam, có kích thướF
WổQJWKể4,92×2,53×2,53 m và kích thướFFấXNLệQOớQQKấWFyWKểLQ
được lên đếQ[[P đã đượFWKLếWNếFKếWạRYjOắSđặWWạL
9LệQ9ậWOLệX;k\GựQJ%ộ;k\GựQJ.ếWTXảQJKLrQFứXQj\đã đánh
GấXPộWFộWPốFTXDQWUọQJWURQJYLệFOjPFKủPộWWURQJFiFORạLKuQK
F{QJQJKệđạLGLệQFủDQJjQK[k\GựQJ WURQJFXộF&iFKPạQJF{QJ
QJKLệSOầQWKứtưWạL9LệW1DP
%jLEiRQj\OjPộWSKầQNếWTXảQJKLrQFứXFủDQKLệPYụFấS
%ộ;k\GựQJ1JKLrQFứXứQJGụQJF{QJQJKệLQ'WURQJFKếWạR
YậWOLệX[k\Gựng tính năng cao", mã số5'1KyPWiFJLảWUkQ
WUọQJFảm ơn Bộ;k\Gựng đã tạo điềXNLệQYjKỗWUợFK~QJW{LKRjQ
WKjQKQJKLrQFứu mang tính độWSKiJySSKầQYjRVựSKiWWULểQFủD
F{QJQJKệ[k\GựQJWURQJFXộF&iFKPạQJF{QJQJKLệSOầQWKứWạL
9LệW1DP
7jLOLệXWKDPNKảR
>@ ,]DEHOD+DJHU$QQD*RORQND5RPDQ3XWDQRZLF]“'SULQWLQJRIEXLOGLQJV
DQGEXLOGLQJFRPSRQHQWVDVWKHIXWXUHRIVXVWDLQDEOHFRQVWUXFWLRQ"”, Procedia
(QJLQHHULQJS –
D
- 0i\LQ'ErW{QJ
JOMC 19
- Tạp chí Vật liệu và Xây dựng Tập 11. Số 6 (2021)
>@ KWWSV ZZZHHFVSVXHGXQHZVDUFKLYH PHPDULDOLGSULQWHG > @ %XVZHOO5$ /HDOGH6LOYD:5 -RQHV6= 'LUUHQEHUJHU-'SULQWLQJ
FRQFUHWHV\VWHPFRPPHUFLDOL]DWLRQDVS[ XVLQJ FRQFUHWH H[WUXVLRQ $ URDGPDS IRU UHVHDUFK &HPHQW DQG &RQFUHWH
>@ Wolfs RJM, Bos FP, Salet TAM, “(DUO\DJHPHFKDQLFDOEHKDYLRXURI'SULQWHG 5HVHDUFK –
FRQFUHWH 1XPHULFDO PRGHOLQJ DQG H[SHULPHQWDO WHVWLQJ”. Cem &RQFU 5HV >@ *RVVHOLQ& 'XEDOOHW5 5RX[3K *DXGLOOLqUH1 'LUUHQEHUJHU- 0RUHO
– 3 /DUJHVFDOH ' SULQWLQJ RI XOWUDKLJK SHUIRUPDQFH FRQFUHWH – D QHZ
>@ KWWSV FRERGFRPJDQWU\YHUVXVURERWLFDUPV\VWHPV SURFHVVLQJURXWHIRUDUFKLWHFWVDQGEXLOGHUV0DWHULDOV 'HVLJQ –
>@ 6 /LP 5$ %XVZHOO 77 /H 6$ $XVWLQ $*) *LEE 7 7KRUSH
“'HYHORSPHQWV LQ FRQVWUXFWLRQVFDOH DGGLWLYH PDQXIDFWXULQJ SURFHVVHV”, >@ /H7UXQJ7KDQK $XVWLQ6$ /LP6 %XVZHOO5$ *LEE$*) 7KRUSH
$XWRPDWLRQLQ&RQVWUXFWLRQ 7 0L[ GHVLJQ DQG IUHVK SURSHUWLHV IRU KLJKSHUIRUPDQFH SULQWLQJ FRQFUHWH
>@ %HKURNK .KRVKQHYLV 'RRLO +ZDQJ .H7KLD
nguon tai.lieu . vn
