NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÁY PHAY CNC TÍCH HỢP IN 3D FDM PHỤC VỤ CHẾ TẠO MẪU NHANH

Tóm tắt

Bài báo trình bày quy trình nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống máy phay CNC tích hợp công nghệ in 3D FDM nhằm tối ưu hóa không gian và chi phí cho các hoạt động đào tạo và chế tạo mẫu nhanh. Nghiên cứu tập trung vào việc tính toán động lực học để xác định công suất động cơ trục chính, lựa chọn hệ thống truyền động vít me bi và ray dẫn hướng nhằm đảm bảo độ chính xác chuyển động. Cấu trúc khung máy được phân tích ứng suất và độ biến dạng bằng phần mềm SAP2000 để đảm bảo tính ổn định dưới tải trọng thực tế. Điểm tích hợp của nghiên cứu là việc phát triển hệ thống điều khiển kép kết hợp giữa board Mach3 cho CNC và Arduino Uno R3 chạy firmware Marlin cho in 3D, cho phép chuyển đổi linh hoạt giữa hai chức năng gia công cắt gọt và sản xuất bồi đắp trên cùng một thiết bị. Kết quả thử nghiệm cho thấy máy hoạt động ổn định, tạo ra sản phẩm mẫu đạt yêu cầu về độ chính xác, khẳng định khả năng ứng dụng cao trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học và sản xuất.

Title

RESEARCH ON DEVELOPING A CNC MILLING MACHINE INTEGRATED WITH FDM 3D PRINTING FOR RAPID PROTOTYPING

Abstract

This paper presents the research, design, and fabrication of a CNC milling machine integrated with FDM 3D printing technology to optimize space and investment costs for educational and rapid prototyping purposes. The study focuses on dynamic calculations to determine spindle motor power and the selection of ball screw drive systems and guide rails to ensure motion precision. The machine frame structure's stress and deformation are analyzed using SAP2000 software to ensure stability under actual working loads. The highlight of this research is the development of a dual control system combining a Mach3 board for CNC functions and an Arduino Uno R3 with Marlin firmware for 3D printing, enabling flexible switching between subtractive and additive manufacturing technologies on a single device. Experimental results demonstrate stable operation and high quality prototypes, confirming the system's potential for scientific research and production.