Pet komponenti ključnog instrumenta napravljeno je topljenjem elektronskih zraka, koje mogu prenositi šuplje kutijaste grede i tanke zidove.Ali 3D štampa je samo prvi korak.
Instrument korišten u umjetnikovom prikazu je PIXL, rendgenski petrokemijski uređaj koji može analizirati uzorke stijena na Marsu.Izvor ove slike i iznad: NASA / JPL-Caltech
18. februara, kada je rover "Perseverance" sletio na Mars, nosiće skoro deset metalnih 3D štampanih delova.Pet od ovih dijelova naći će se u opremi koja je ključna za misiju rovera: rendgenski petrokemijski planetarni instrument ili PIXL.PIXL, instaliran na kraju konzole rovera, analizirat će uzorke stijena i tla na površini Crvene planete kako bi pomogao u procjeni životnog potencijala tamo.
PIXL-ovi 3D printani dijelovi uključuju prednji i stražnji poklopac, okvir za montažu, rendgenski sto i nosač stola.Na prvi pogled izgledaju kao relativno jednostavni dijelovi, neki tankozidni dijelovi kućišta i nosači, mogu biti izrađeni od oblikovanog lima.Međutim, pokazalo se da strogi zahtjevi ovog instrumenta (i rovera općenito) odgovaraju broju koraka naknadne obrade u aditivnoj proizvodnji (AM).
Kada su inženjeri NASA-ine Laboratorije za mlazni pogon (JPL) dizajnirali PIXL, nisu imali namjeru da naprave dijelove prikladne za 3D štampanje.Umjesto toga, pridržavaju se strogog "budžeta" dok se potpuno fokusiraju na funkcionalnost i razvijaju alate koji mogu izvršiti ovaj zadatak.Dodijeljena težina PIXL-a je samo 16 funti;prekoračenje ovog budžeta će uzrokovati da uređaj ili drugi eksperimenti "skoče" sa rovera.
Iako dijelovi izgledaju jednostavno, ovo ograničenje težine treba uzeti u obzir prilikom projektiranja.Radni sto za rendgenske zrake, potporni okvir i okvir za montažu imaju strukturu šuplje kutije kako bi se izbjegla dodatna težina ili materijali, a zid poklopca školjke je tanak i obris bliže zatvara instrument.
Pet 3D štampanih delova PIXL-a izgledaju kao jednostavne komponente za nosače i kućište, ali strogi budžeti serije zahtevaju da ovi delovi imaju veoma tanke zidove i šuplje strukture greda, što eliminiše konvencionalni proizvodni proces koji se koristi za njihovu proizvodnju.Izvor slike: Carpenter Additives
Kako bi proizvela lagane i izdržljive komponente kućišta, NASA se obratila Carpenter Additiveu, dobavljaču usluga proizvodnje metalnog praha i 3D štampe.Pošto ima malo prostora za promenu ili modifikaciju dizajna ovih lakih delova, Carpenter Additive je odabrao topljenje elektronskim snopom (EBM) kao najbolju metodu proizvodnje.Ovaj metalni proces 3D štampanja može proizvesti šuplje grede, tanke zidove i druge karakteristike koje zahteva NASA-in dizajn.Međutim, 3D štampa je samo prvi korak u proizvodnom procesu.
Topljenje elektronskim snopom je proces topljenja praha koji koristi elektronski snop kao izvor energije za selektivno spajanje metalnih prahova zajedno.Čitava mašina je prethodno zagrejana, proces štampanja se odvija na ovim povišenim temperaturama, delovi su u suštini termički obrađeni kada se delovi štampaju, a okolni prah je polusinterovan.
U poređenju sa sličnim procesima direktnog laserskog sinterovanja metala (DMLS), EBM može proizvesti grublje završne obrade i deblje karakteristike, ali njegove prednosti su i to što smanjuje potrebu za potpornim strukturama i izbjegava potrebu za procesima baziranim na laseru.Toplotna naprezanja koja mogu biti problematična.PIXL dijelovi izlaze iz EBM procesa, nešto su veće veličine, grube površine i zarobljavaju praškaste pogače u šupljoj geometriji.
Topljenje elektronskim snopom (EBM) može dati složene oblike PIXL dijelova, ali da bi se oni završili, mora se izvršiti niz koraka naknadne obrade.Izvor slike: Carpenter Additives
Kao što je gore spomenuto, da bi se postigla konačna veličina, površinska obrada i težina PIXL komponenti, mora se izvršiti niz koraka naknadne obrade.Za uklanjanje ostataka praha i zaglađivanje površine koriste se i mehaničke i hemijske metode.Inspekcija između svakog koraka procesa osigurava kvalitetu cijelog procesa.Konačna kompozicija je samo 22 grama veća od ukupnog budžeta, što je i dalje u granicama dozvoljenog.
Za detaljnije informacije o tome kako se ovi dijelovi proizvode (uključujući faktore veličine uključene u 3D štampanje, dizajn privremenih i trajnih potpornih struktura i detalje o uklanjanju praha), pogledajte ovu studiju slučaja i pogledajte najnoviju epizodu The Cool Prikaz delova Da biste razumeli zašto je ovo neobična priča o proizvodnji za 3D štampanje.
Kod plastike ojačane karbonskim vlaknima (CFRP), mehanizam uklanjanja materijala je drobljenje, a ne smicanje.To ga čini drugačijim od ostalih aplikacija za obradu.
Koristeći specijalnu geometriju glodala i dodavanjem tvrdog premaza na glatku površinu, Toolmex Corp. je stvorio završnu glodalicu koja je veoma pogodna za aktivno sečenje aluminijuma.Alat se zove "Mako" i dio je SharC serije profesionalnih alata.
Vrijeme objave: Feb-27-2021