NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY THỬ ĐỘ BỀN CHO CHI TIẾT NHỰA

Tóm tắt

Nghiên cứu này trình bày quá trình thiết kế, chế tạo và thử nghiệm mô hình máy thử độ bền xoắn dành cho các chi tiết nhựa được in 3D. Mục tiêu của đề tài là xây dựng một thiết bị thử nghiệm có khả năng đo mô-men xoắn và góc xoay của mẫu vật nhằm đánh giá khả năng chịu xoắn của vật liệu nhựa trong các điều kiện in khác nhau. Mô hình được thiết kế theo tiêu chuẩn ASTM D1043, bao gồm các cụm cơ cấu như hệ truyền động, bộ đo mô-men xoắn, bộ đo góc xoắn (encoder), khung giữ mẫu và hệ truyền đai – giảm tốc. Mẫu thử bằng vật liệu PLA-F được in với các thông số công nghệ khác nhau về nhiệt độ, góc in, mật độ và chiều dày lớp. Kết quả thực nghiệm cho thấy mô-men xoắn cực đại dao động từ 4,2 đến 15,7 N.m, trong đó các mẫu có mật độ in 100% và chiều dày lớp 0,1 mm đạt giá trị bền xoắn cao nhất. Mật độ in và chiều dày lớp là hai yếu tố ảnh hưởng rõ rệt đến độ bền xoắn của mẫu, trong khi góc in và nhiệt độ in có tác động thứ yếu. Kết quả này chứng minh mô hình máy thử có khả năng hoạt động ổn định, đo đạc chính xác và có thể ứng dụng trong nghiên cứu, giảng dạy cũng như đánh giá cơ tính vật liệu nhựa

Title

RESEARCH ON THE FABRICATION OF A STRENGTH TESTING MACHINE MODEL FOR PLASTIC COMPONENTS

Abstract

This study presents the design, fabrication, and testing of a torsional strength testing machine for 3D-printed plastic specimens. The objective is to develop an experimental setup capable of measuring torque and angular displacement to evaluate the torsional resistance of polymer components under various printing parameters. The testing device was designed in accordance with ASTM D1043, consisting of a drive mechanism, torque sensor, encoder, clamping frame, and belt– reduction transmission system. PLA-F samples were fabricated using different printing conditions  including temperature, infill angle, density, and layer thickness. Experimental results show that the maximum torque ranged from 4.2 to 15.7 N.m, with the highest torsional strength obtained from samples printed at 220 °C, 100% infill density, and 0.1 mm layer thickness. The infill density and layer thickness exhibited the most significant influence on torsional performance, while the printing temperature and infill angle had lesser effects. The developed testing model demonstrates reliable performance and accuracy, providing a useful platform for mechanical characterization of polymer materials in research and education