Nghiên cứu ứng dụng công nghệ CAD/CAE và công nghệ in 3D kim loại trong sản xuất răng giả

Đề tài "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ CAD/CAE và công nghệ in 3D kim loại trong sản xuất răng giả" nghiên cứu lập quy trình ứng dụng CAD/CAE, và công nghệ in 3D kim loại để sản xuất răng giả, phục vũ lĩnh vực y tế nha khoa. Đánh giá độ hoàn thiện của mẫu răng đã chế tạo và đưa ra khuynh hướng phát triển trong tương lai. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ CAD/CAE và công nghệ in 3D kim loại trong sản xuất răng giả NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CAD/CAE VÀ CÔNG NGHỆ IN 3D KIM LOẠI TRONG SẢN XUẤT RĂNG GIẢ Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Cường Sinh viên thực hiện: Trần Anh Hoàng Nguyễn Quốc Khánh Phạm Trung Thành Nguyễn Trường Hải Lớp: Kĩ thuật cơ khí 1 K62, Tự động hóa thiết kế cơ khí 1 K60, Kĩ sư tài năng cơ khí ô tô K60 Tóm tắt: Công nghệ in 3D kim loại (MAM-Metal Additive Manufacturing) mang đếnnhiều ưu điểm so với các phương pháp sản xuất cơ khí truyền thống. Nó cho phép tạo racác chi tiết có hình dáng mới, cấu trúc phức tạp và tự do trong việc lắp ráp, với sự giớihạn ít hơn về vật liệu. Các ngành công nghiệp hàng đầu áp dụng công nghệ in kim loạibao gồm ô tô, hàng không vũ trụ, y tế và nha khoa. Đề tài nghiên cứu lập quy trình ứngdụng CAD/CAE, và công nghệ in 3D kim loại để sản xuất răng giả, phục vũ lĩnh vực y tếnha khoa. Đánh giá độ hoàn thiện của mẫu răng đã chế tạo và đưa ra khuynh hướng pháttriển trong tương lai. Từ khóa: Additive Manufacturing, Material Extrusion, dental crown and bridge1. ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghệ in 3D, hay còn được gọi là sản xuất bồi đắp (AM - AdditiveManufacturing), là một công nghệ sản xuất tiên tiến, cho phép tạo ra các sản phẩmba chiều từ dữ liệu mô hình số bằng cách bồi đắp từng lớp vật liệu khác nhau lênnhau để tạo thành sản phẩm cuối cùng. Công nghệ in 3D kim loại (MAM-MetalAdditive Manufacturing) mang đến nhiều ưu điểm so với các phương pháp sảnxuất cơ khí truyền thống. Các ngành công nghiệp hàng đầu áp dụng công nghệ inkim loại bao gồm ô tô, hàng không vũ trụ, y tế và nha khoa. Gần đây, công nghệin kim loại đã được quan tâm và áp dụng trong các lĩnh vực như dầu khí, điện tử,xây dựng và đường sắt, tạo ra những tiến bộ đáng kể trong thiết kế và sản xuất sảnphẩm mới. Tuy nhiên, việc áp dụng công nghệ in kim loại trong công nghiệp vẫngặp nhiều khó khăn do các hạn chế về chất lượng in, xử lý sau in, yêu cầu sửa chữavà bảo dưỡng, giới hạn về vật liệu in, độ chính xác hình học, kích thước chi tiết,tiêu chuẩn hóa và chi phí. Các nghiên cứu gần đây về công nghệ in kim loại đãgiúp vượt qua một số thách thức này, tăng cường sự ứng dụng của công nghệ nàytrong công nghiệp. Tuy nhiên, vẫn còn rất nhiều vấn đề cần được nghiên cứu đểcải thiện hiệu quả trong lĩnh vực này. 20 Công nghệ CAD/CAE (Computer-Aided Design/Computer-AidedEngineering) đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá chất lượng sản phẩm chếtạo. Sử dụng công nghệ CAD/CAE, có thể so sánh mô hình kỹ thuật số với môhình thiết kế ban đầu và phát hiện các sai số trong quá trình gia công. Công nghệCAE có thể áp dụng các phương pháp phân tích và kiểm tra để đánh giá các sai sốnhư độ cong, độ góc, kích thước, độ tròn và độ bằng phẳng. Điều này giúp kiểmtra và đảm bảo chất lượng của sản phẩm gia công. Sử dụng công nghệ CAD/CAE,có thể thực hiện tối ưu hóa quy trình gia công để giảm thiểu sai số. Bằng cách ápdụng các phân tích và mô phỏng, có thể đánh giá hiệu suất và tìm kiếm các thôngsố tối ưu trong quá trình in 3D kim loại. Việc tối ưu hóa quy trình in 3D kim loạigiúp giảm thiểu sai số và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Bằng cách so sánh môhình số với mô hình thiết kế ban đầu và áp dụng các phân tích, có thể xác định cácsai số so với tiêu chuẩn. Điều này giúp đánh giá chất lượng sản phẩm và đảm bảotuân thủ các yêu cầu kỹ thuật được đặt ra. Trước đây khi nhắc đến công nghệ CAD/CAE người ta sẽ liên tưởng đến cácthành tựu mà nó đã góp phần mang đến cho ngành công nghiệp ô tô, quân sự,...vàđược ứng dụng rộng rãi hơn. Việc ứng dụng công nghệ CAD/CAE vào lĩnh vựcnha khoa đã giúp tạo ra những sản phẩm đạt được độ thẩm mỹ, độ bền và chấtlượng cao để ngày càng hoàn thiện hơn. Trên cơ sở những thông tin về bề mặt,hình ảnh những chiếc răng thật còn lại và sự liên hệ với xương hàm, khớp cắn củangười trồng răng sứ, phần mềm sử dụng kỹ thuật CAD/CAE có thể tính toán vàcho ra những đề xuất về thiết kế phục hình phù hợp với hình dạng của răng thật.Đó là lý do tại sao những chiếc răng sứ sản xuất từ công nghệ CAD/CAE có đượchình dáng, màu sắc và độ tự nhiên như răng thật mà các công nghệ truyền thốngkhông đạt được.2. CÁC NỘI DUNG CHÍNH2.1. Công nghệ in 3D kim loại và ứng dụng Công nghệ AM đã được áp dụng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, kỹ thuậtcơ khí, ô tô, y sinh và năng lượng. Hình 1.1 thể hiện thị phần ứng dụng công nghệin 3D trong các lĩnh vực vào năm 2018 [1]. Hình 1. 1.Ứng dụng công nghệ sản xuât bồ ...