Nghiên cứu chế tạo mô hình máy thử độ bền cho chi tiết nhựa = Research on the fabrication of a strength testing machine model for plastic components

Abstract

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.