Cụm đầu in

Đầu in H2D chủ yếu bao gồm hai khớp nối PTFE ở phía trên, bộ đùn và cơ cấu chuyển mạch, và cụm đầu gia nhiệt kép với các vòi phun để đùn sợi nhựa. Đầu in di chuyển sang trái và phải trên ray dẫn hướng trục X , toàn bộ ray dẫn hướng này di chuyển tiến và lùi trên trục Y. Mỗi trục được di chuyển nhờ sự phối hợp giữa hai động cơ bước A và B.

Đầu đùn và cơ cấu chuyển mạch

Giống như các máy in một vòi phun, bộ đùn của H2D chịu trách nhiệm kẹp và đẩy sợi nhựa vào đầu gia nhiệt, nơi nó được làm tan chảy và lắng đọng thành các lớp của chi tiết in 3D thông qua vòi phun. Sự khác biệt chính trong trường hợp bộ đùn của H2D là nó có hai tay đòn dẫn hướng di chuyển cùng nhau sang hai bên để chỉ đùn sợi nhựa cho một đầu gia nhiệt tại một thời điểm.

Cũng cần lưu ý trong ảnh động phía trên rằng việc thay đổi đầu phun cũng làm cho vòi phun bên trái di chuyển lên xuống.

Bộ chặn vòi phun

Bộ phận chặn vòi phun là một mấu nhỏ màu đen nằm bên dưới các vòi phun, di chuyển sang trái và phải theo chuyển động chuyển đổi vòi phun của đầu in. Bộ phận chặn vòi phun di chuyển để chặn vòi phun nào không đang in nhằm ngăn chặn sợi nhựa tràn ra ngoài chi tiết in hoặc bàn in.

Đầu phun

Máy in 3D H2D được trang bị hai cụm đầu phun riêng biệt (thường có thể thay thế cho nhau bằng cụm “Đầu phun” hoặc “Vòi phun”) có thể nhìn thấy ở phía dưới đầu in. Mỗi đầu phun chịu trách nhiệm tiếp nhận, làm nóng chảy và phun sợi nhựa được cấp bởi bộ đùn từ bộ đệm sợi nhựa tương ứng. Mỗi cụm đầu phun bao gồm một số thành phần chuyên dụng hơn:

1. Đầu nóng/Đầu lạnh – Giữ cho đầu lạnh của đầu nóng ở nhiệt độ thấp để ngăn ngừa hiện tượng rò rỉ nhiệt, có thể gây tắc nghẽn.
2. Vòi phun – Vòi phun là phần dưới cùng của đầu gia nhiệt và là bộ phận được làm nóng để làm tan chảy sợi nhựa và đưa nó vào các lớp của chi tiết.
3. Ống bọc silicon – Cách nhiệt cho vòi phun, giảm thất thoát nhiệt và duy trì nhiệt độ ổn định, đồng thời ngăn ngừa sự tích tụ sợi nhựa trên vòi phun. Nếu không có ống bọc silicon, đầu phun có thể bị làm mát bởi quạt làm mát chi tiết, điều này có thể dẫn đến dao động nhiệt độ và gây ra sự không đồng nhất trong quá trình in.
4. Bộ phận gia nhiệt đầu phun – Bộ phận này giữ một đầu phun. Bao gồm bộ phận gia nhiệt, cảm biến nhiệt và kẹp đầu phun.

Trong hình này, chúng ta thấy cụm gia nhiệt đầu phun bên trái được lộ ra, với đầu phun đã được tháo rời.

Trong hình ảnh bên dưới, chúng ta thấy cả hai đầu in đều đã được tháo bỏ lớp vỏ silicon nhưng vẫn còn gắn liền với cụm gia nhiệt của chúng.

Vòi phun

Theo truyền thống, máy in 3D đã phân biệt đầu lạnh và đầu nóng của vòi phun. Như tên gọi cho thấy, đầu lạnh là phần của đầu in sau bộ đùn, được giữ ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của sợi nhựa. Đầu nóng thường là vòi phun và tất cả các phần cứng kèm theo (như bộ gia nhiệt vòi phun và cảm biến nhiệt) được làm nóng đến nhiệt độ nóng chảy của sợi nhựa.

Sự khác biệt này hơi khác trên H2D, vì bộ phận gia nhiệt vòi phun và cảm biến nhiệt không còn được gắn trực tiếp vào đầu in mà được giữ lại trong đầu công cụ (trong cụm gia nhiệt đầu in) trong khi đầu in có thể dễ dàng gắn và tháo rời. Ngoài ra, sự kết hợp của đầu lạnh và đầu nóng thường được gọi là “đầu in” hoặc “vòi phun” trên tất cả các máy in Bambu Lab, vì chúng được ghép lại thành một khối duy nhất.

Hệ thống Core XY 

Máy in H2D sử dụng hệ thống chuyển động CoreXY , cho phép di chuyển đầu in chính xác và hiệu quả trên trục X và Y. Không giống như các hệ thống Cartesian truyền thống, thiết kế CoreXY sử dụng hai động cơ đồng bộ, hoạt động cùng nhau để điều khiển chuyển động X và Y của đầu in. Mỗi động cơ được kết nối với một đầu của đầu in thông qua một dây đai được luồn qua một loạt các ròng rọc dẫn hướng. Cấu hình này giảm khối lượng chuyển động, cho phép tốc độ cao hơn và chuyển động mượt mà hơn, cuối cùng cải thiện chất lượng in và hiệu quả.

Ray dẫn hướng tuyến tính trục X

Trục X là chuyển động sang trái và phải của đầu in . Nó di chuyển dọc theo một thanh ray tuyến tính hình chữ nhật trên một bộ vòng bi để đảm bảo sự vừa khít và chuyển động mượt mà, chính xác được điều khiển bởi các động cơ A và B.

Thanh tuyến tính trục Y

Trục Y là chuyển động tiến và lùi của đầu in. Đầu in, cùng với khung trục X (bao gồm cả ray dẫn hướng tuyến tính trục X) được di chuyển như một khối thống nhất tiến và lùi dọc theo một bộ thanh dẫn hướng tuyến tính trục Y nằm ở hai bên của buồng in. Trục Y cũng được di chuyển bằng sự phối hợp cụ thể của các động cơ A và B.

Vít me và Thanh trượt tròn trục Z

Bàn nhiệt được đỡ ở các góc phía trước và phía sau bởi cả thanh ren (còn gọi là trục vít ) và thanh thẳng . Trong khi thanh ren được xoay để tương tác với các đai ốc trên bàn nhiệt nhằm nâng và hạ bàn, thanh thẳng đóng vai trò dẫn hướng chính xác cho bàn nhiệt để ngăn ngừa bất kỳ sự rung lắc nào do sự quay của thanh ren gây ra.

Bàn nhiệt

Bàn nhiệt là bệ gia nhiệt của máy in 3D H2D, nơi đặt tấm in và được giữ cố định bằng nam châm. Chức năng chính của nó là cung cấp nhiệt lượng được kiểm soát, điều này rất quan trọng để cải thiện độ bám dính của sợi nhựa và đảm bảo bản in thành công. Ngoài ra, bề mặt được gia nhiệt có thể giúp việc tháo bản in dễ dàng hơn bằng cách nhẹ nhàng làm lỏng mô hình khi nó nguội đi.

Bàn nhiệt di chuyển dọc theo trục Z, nâng lên và hạ xuống trong quá trình in để duy trì độ chính xác của các lớp in. Mặc dù một số loại sợi in có thể được in mà không cần gia nhiệt hoặc ở nhiệt độ thấp hơn (khi sử dụng với các tấm in chuyên dụng), nhưng việc sở hữu bàn nhiệt có khả năng đạt đến nhiệt độ cao hơn sẽ mang lại độ bám dính ổn định hơn và giảm hiện tượng cong vênh, đặc biệt đối với các vật liệu cần môi trường ấm để in ổn định.

Thông tin chi tiết hơn về sợi in và khả năng tương thích giữa các loại tấm in sẽ được đề cập trong chương liên quan đến tấm in.

Đèn báo trạng thái

Đèn báo trạng thái là thanh đèn nằm bên dưới bàn in, hiển thị các kiểu chiếu sáng khác nhau để cho biết trạng thái hoạt động hiện tại của máy in, chẳng hạn như đang ở chế độ chờ, đang chuẩn bị, đang in hoặc lỗi. Dưới đây là một số kiểu chiếu sáng hữu ích nhất và ý nghĩa của chúng:

1. Nhấp nháy chậm (hoặc tắt) – máy in đang ở trạng thái chờ.
2. Đèn cuộn màu cam – máy in đang chuẩn bị cho một lệnh in.
3. Thanh tiến độ/được chiếu sáng một phần từ bên trái – máy in đang in một công việc.
4. Đèn đỏ nhấp nháy – máy in gặp lỗi và không in được.
5. Màu xanh lá cây đậm – quá trình in đã hoàn tất thành công.

Tấm PEI

Máy in 3D H2D đi kèm với một tấm PEI có vân màu vàng , được gắn từ tính vào bàn nhiệt và đóng vai trò là bề mặt in chính . Tấm in linh hoạt này giúp tăng cường độ bám dính của vật in đồng thời giúp việc tháo mô hình dễ dàng hơn. Chỉ cần uốn cong nhẹ tấm in là các vật thể đã in có thể dễ dàng tách ra.

Có nhiều loại bàn in khác nhau, mỗi loại có những đặc tính riêng phù hợp với các vật liệu và điều kiện in khác nhau. Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu chi tiết hơn về các lựa chọn này ở phần sau để giúp bạn chọn được loại phù hợp với nhu cầu của mình.

Quan trọng!: Vệ sinh bàn in

Để đảm bảo hiệu suất tối ưu , bàn in cần luôn được giữ sạch sẽ , vì dầu mỡ, bụi bẩn hoặc cặn bám có thể ảnh hưởng tiêu cực đến độ bám dính. Tốt nhất là tránh chạm trực tiếp vào bề mặt in để ngăn ngừa ô nhiễm. Khi cầm bàn in, nên cầm ở cạnh trước để giữ cho khu vực in sạch sẽ.

Điều quan trọng là phải thường xuyên rửa sạch tấm in và tránh chạm vào bề mặt in bằng tay.

Bạn có thể rửa bàn in bằng nước ấm và nước rửa chén, giống như cách bạn rửa một chiếc đĩa thông thường, sau đó lau khô bằng khăn giấy sạch hoặc để khô tự nhiên.

Camera

Camera quan sát vòi phun

Camera quan sát vòi phun được đặt phía sau các vòi phun trên đầu in của máy H2D. Camera này hỗ trợ độ phân giải 1080p 10fps (tối đa 30fps) và có thể phát hiện hiện tượng vón cục ở đầu in, in không khí, lỗi tạo sợi nhựa và hiệu chỉnh vị trí máng xả.

Camera quan sát cụm đầu in

Camera trên cụm đầu in được đặt ở phía bên phải của đầu in, hướng xuống phía bàn in. Nó hỗ trợ độ phân giải 1080p 30fps và được sử dụng để hiệu chuẩn độ chính xác chuyển động, hiệu chuẩn độ lệch vòi phun độ chính xác cao, nhận dạng mã định danh bàn in và nền tảng laser.

Camera quan sát trực tiếp

Máy in H2D được trang bị camera trực tiếp hỗ trợ độ phân giải 1080p 30fps, cho phép xem trực tiếp bên trong buồng in, quay video tua nhanh thời gian và hỗ trợ các chức năng nhận diện bằng trí tuệ nhân tạo (AI) . Camera được đặt ở góc trước bên trái của máy in, ngay bên dưới hệ thống di chuyển XY.

Camera quan sát từ trên cao (tùy chọn)

Máy H2D có thể được trang bị thêm camera BirdsEye 4K, tốc độ khung hình tối đa 15fps để hỗ trợ các chức năng phát hiện và nhận dạng thông minh cho chức năng cắt và cắt laser của model H2D.

Quạt tuần hoàn nhiệt buồng

Quạt tuần hoàn nhiệt buồng in được đặt bên dưới ống xả và bộ lọc ở phía sau máy in. Bộ phận gia nhiệt được sử dụng để chủ động tăng nhiệt độ buồng in lên trên nhiệt độ môi trường (lên đến 65°C) đối với các loại sợi in cao cấp, vốn dễ bị cong vênh hoặc gặp các vấn đề khác về chất lượng in khi làm mát quá nhanh trong hoặc sau khi in.

Bộ lọc buồng

Bộ lọc buồng H2D được đặt phía trước quạt hút khí buồng và phía trên bộ phận gia nhiệt buồng ở phía sau máy in. Khi quạt hút khí buồng hút không khí từ buồng in, nó sẽ tùy chọn hút không khí qua bộ lọc này để đảm bảo không khí được lọc một phần trước khi thải ra ngoài phòng.

Lỗ thông gió hút khí buồng

Lỗ thông gió hút khí tự động nằm ở phía trên cùng của máy in, phía trước. Nó được điều khiển tự động để cho phép không khí mát từ bên ngoài được hút vào buồng in khi quạt hút đẩy không khí ra ngoài qua lỗ thông gió.

Bộ đệm sợi và đầu vào dành cho nhựa TPU

Bộ đệm sợi in có hai kênh sợi in tương ứng với hai đầu in . Kênh trên của bộ đệm được kết nối với đầu in bên phải và kênh dưới được kết nối với đầu in bên trái.

Khi bộ phận AMS đẩy sợi nhựa vào đầu đùn, áp lực của sợi nhựa sẽ đẩy thanh trượt trong bộ đệm sợi nhựa tương ứng di chuyển, do đó lưu trữ một đoạn nhỏ sợi nhựa bên trong bộ đệm. Khi đầu đùn tiêu thụ hết sợi nhựa trong bộ đệm, thanh trượt sẽ trở lại vị trí ban đầu. Vị trí của thanh trượt được phát hiện bởi một cảm biến và được truyền trở lại AMS và máy in để điều chỉnh tốc độ cấp liệu.

Ngoài ra, khi in với cuộn dây ngoài, bộ phận đệm cũng có chức năng phát hiện rối dây, có thể phát hiện xem cuộn dây ngoài có bị rối hay không. Khi cuộn dây bị rối, lực căng của đầu đùn kéo sợi nhựa sẽ nén một lò xo trong bộ phận đệm sợi nhựa. Cảm biến được kết nối sẽ truyền thông tin này đến Hệ thống Giám sát Sức khỏe của H2D, hệ thống này sẽ tạm dừng quá trình in và hiển thị thông báo để thông báo cho người dùng.

Vì các sợi TPU tiêu chuẩn không được thiết kế để chạy qua bộ đệm sợi, nên một đầu vào TPU riêng biệt được đặt cạnh bộ đệm sợi. Ống PTFE nối với bộ đệm sợi cho vòi phun bên phải của máy đùn có thể được tháo rời khỏi bộ đệm sợi để sử dụng cho mục đích này. Luôn luôn sử dụng vòi phun bên phải khi in các sợi TPU 85A và 90A. Sợi TPU dùng cho AMS có thể được in giống như bất kỳ sợi nào khác không phải TPU.

Cần gạt nhựa thừa

Bộ phận gạt bỏ vật liệu thừa của máy in H2D nằm phía trên ống dẫn vật liệu thừa ở phía sau máy in và bao gồm bộ phận gạt bỏ vật liệu thừa ở bên trái và bộ phận gạt nước vòi phun ở bên phải. Cả hai bộ phận gạt đều có chuyển động chủ động được điều khiển bởi chuyển động của đầu in so với các cần gạt màu vàng ở phía sau khu vực này.

Bộ phận gạt bỏ sợi nhựa thừa sẽ đẩy sợi nhựa đã được loại bỏ vào máng dẫn nhựa, đảm bảo rằng sợi nhựa thừa không bị kéo ngược trở lại khu vực in một cách vô tình.

Bộ phận gạt cặn đầu phun được sử dụng để làm sạch đầu phun khỏi các mẩu nhựa thừa bị kẹt, nếu không chúng sẽ bám vào chi tiết in và làm giảm chất lượng. Bộ phận gạt cặn đầu phun được làm bằng vật liệu silicon và nên được thay thế định kỳ như một phần của quá trình bảo trì thường xuyên.

Phụ kiện bàn nhiệt

Phía sau bàn nhiệt có một số phụ kiện hỗ trợ việc hiệu chỉnh hoặc bảo dưỡng vòi phun.

1. Cảm biến hiệu chuẩn độ lệch vòi phun – Được sử dụng để hiệu chuẩn độ lệch của đầu phun bên trái và bên phải trên mặt phẳng XY nhằm đảm bảo vị trí chính xác của hai đầu phun được tính toán một cách chính xác.
2. Tấm gạt đầu phun – Các đầu phun được di chuyển trên tấm này để đảm bảo đầu phun luôn nhẵn mịn và không bị bám bẩn.
3. Nhãn dán hiệu chuẩn – Được sử dụng để hiệu chuẩn camera đầu công cụ bằng cách cung cấp hình ảnh ổn định và nhất quán.

Nút chặn dao cắt nhựa

Đầu in H2D được trang bị hai dao cắt  , mỗi bên một dao tương ứng với một đầu gia nhiệt. Các dao cắt được ép bởi chuyển động của đầu in vào các chốt chặn dao cắt ở góc sau của bàn in. Các chốt chặn này có thể xoay ra ngoài để vào vị trí ép vào các dao cắt, nhưng trong các thao tác khác của máy in, chúng được thu gọn lại để cho phép đầu in chuyển động tự do.

Bộ mã hóa hình ảnh

Bộ mã hóa hình ảnh (Vision Encoder) là một tấm hiệu chuẩn đặc biệt chỉ được sử dụng trong quá trình hiệu chuẩn độ chính xác chuyển động . Trong quá trình hiệu chuẩn độ chính xác chuyển động, bộ mã hóa hình ảnh được đặt trên bàn nhiệt thay cho tấm in và máy in sử dụng camera đầu in để quét mẫu hình vuông nhỏ độc đáo trên bộ mã hóa hình ảnh khi đầu in di chuyển đến các vị trí khác nhau.

Sau khi quá trình hiệu chuẩn hoàn tất, bộ mã hóa hình ảnh (Vision Encoder) được tháo ra khỏi bàn nhiệt và cài đặt “Nâng cao độ chính xác chuyển động ” (Motion Accuracy Enhancement) được kích hoạt để cải thiện độ chính xác của chuyển động đầu công cụ H2D, từ đó cải thiện độ chính xác của các bộ phận được in, cắt hoặc khắc.

Lưu ý : Không được sử dụng tấm hiệu chuẩn Vision Encoder để in . Tấm này phải được tháo ra ngay sau khi hoàn tất hiệu chuẩn độ chính xác chuyển động và cất giữ ở nơi an toàn.

Đây là cái nhìn cận cảnh hơn về các mẫu độc đáo trên Bộ mã hóa hình ảnh.

Quạt làm mát phụ trợ

Quạt làm mát phụ trợ , nằm ở mặt bên trái của máy in, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì chất lượng in bằng cách cung cấp thêm khả năng làm mát. Mặc dù quạt làm mát chính đủ dùng cho hầu hết các bản in, nhưng các vật thể nhỏ hơn hoặc các chi tiết phức tạp có thể không được làm mát đủ nhanh, dẫn đến biến dạng hoặc độ bám dính lớp kém.

Để giải quyết vấn đề này, quạt làm mát phụ trợ tạo ra một lớp luồng khí được kiểm soát bao phủ lớp in mới, giúp lớp này đông cứng nhanh chóng và đều. Điều này đảm bảo sự liên kết giữa các lớp tốt hơn và giảm các vấn đề như chảy xệ hoặc cong vênh, đặc biệt khi in ở tốc độ cao hơn hoặc sử dụng các vật liệu yêu cầu kiểm soát làm mát chính xác, như PLA.