Kelima komponen instrumen kunci dibuat dengan peleburan berkas elektron, yang dapat mentransmisikan berkas kotak berongga dan dinding tipis.Namun pencetakan 3D hanyalah langkah pertama.
Instrumen yang digunakan dalam rendering sang seniman adalah PIXL, perangkat petrokimia sinar-X yang dapat menganalisis sampel batuan di Mars.Sumber gambar ini dan diatas: NASA / JPL-Caltech
Pada tanggal 18 Februari, ketika penjelajah "Perseverance" mendarat di Mars, ia akan membawa hampir sepuluh komponen cetakan 3D logam.Lima dari bagian ini akan ditemukan pada peralatan penting untuk misi penjelajah: Instrumen Planet Petrokimia Sinar-X atau PIXL.PIXL, yang dipasang di ujung kantilever rover, akan menganalisis sampel batuan dan tanah di permukaan Planet Merah untuk membantu menilai potensi kehidupan di sana.
Komponen cetakan 3D PIXL mencakup sampul depan dan sampul belakang, rangka pemasangan, meja sinar-X, dan penyangga meja.Sekilas terlihat seperti bagian yang relatif sederhana, beberapa bagian rumah berdinding tipis dan braket, mungkin terbuat dari lembaran logam yang dibentuk.Namun, ternyata persyaratan ketat yang dimiliki instrumen ini (dan rover secara umum) sesuai dengan jumlah langkah pasca-pemrosesan dalam manufaktur aditif (AM).
Ketika para insinyur di Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA merancang PIXL, mereka tidak bermaksud membuat komponen yang cocok untuk pencetakan 3D.Sebaliknya, mereka mematuhi "anggaran" yang ketat sambil sepenuhnya berfokus pada fungsionalitas dan mengembangkan alat yang dapat menyelesaikan tugas ini.Berat PIXL yang ditetapkan hanya 16 pon;melebihi anggaran ini akan menyebabkan perangkat atau eksperimen lain "melompat" dari penjelajah.
Meskipun bagian-bagiannya terlihat sederhana, batasan berat ini harus menjadi pertimbangan saat mendesain.Meja kerja sinar-X, rangka penyangga, dan rangka pemasangan semuanya mengadopsi struktur balok kotak berongga untuk menghindari beban atau bahan tambahan apa pun, dan dinding penutup cangkang tipis dan garis luarnya lebih rapat menutupi instrumen.
Lima komponen cetakan 3D PIXL terlihat seperti braket sederhana dan komponen rumahan, namun anggaran batch yang ketat mengharuskan komponen ini memiliki dinding yang sangat tipis dan struktur balok kotak berongga, sehingga menghilangkan proses manufaktur konvensional yang digunakan untuk memproduksinya.Sumber gambar: Aditif Tukang Kayu
Untuk memproduksi komponen rumah yang ringan dan tahan lama, NASA beralih ke Carpenter Additive, penyedia layanan produksi bubuk logam dan pencetakan 3D.Karena hanya ada sedikit ruang untuk mengubah atau memodifikasi desain komponen ringan ini, Carpenter Additive memilih peleburan berkas elektron (EBM) sebagai metode pembuatan terbaik.Proses pencetakan 3D logam ini dapat menghasilkan balok kotak berongga, dinding tipis, dan fitur lain yang diperlukan oleh desain NASA.Namun, pencetakan 3D hanyalah langkah pertama dalam proses produksi.
Peleburan berkas elektron adalah proses peleburan serbuk yang menggunakan berkas elektron sebagai sumber energi untuk memadukan serbuk logam secara selektif.Seluruh mesin dipanaskan terlebih dahulu, proses pencetakan dilakukan pada suhu tinggi ini, bagian-bagian pada dasarnya diberi perlakuan panas saat bagian-bagian tersebut dicetak, dan bubuk di sekitarnya dibuat semi-sinter.
Dibandingkan dengan proses sintering laser logam langsung (DMLS) yang serupa, EBM dapat menghasilkan permukaan akhir yang lebih kasar dan fitur yang lebih tebal, namun kelebihannya juga adalah mengurangi kebutuhan akan struktur pendukung dan menghindari kebutuhan akan proses berbasis laser.Tekanan termal yang mungkin menjadi masalah.Bagian PIXL yang keluar dari proses EBM, berukuran sedikit lebih besar, memiliki permukaan kasar, dan menjebak kue berbentuk tepung dalam geometri berongga.
Peleburan berkas elektron (EBM) dapat menghasilkan bentuk bagian PIXL yang kompleks, tetapi untuk menyelesaikannya, serangkaian langkah pasca-pemrosesan harus dilakukan.Sumber gambar: Aditif Tukang Kayu
Seperti disebutkan di atas, untuk mencapai ukuran akhir, permukaan akhir, dan berat komponen PIXL, serangkaian langkah pasca-pemrosesan harus dilakukan.Metode mekanis dan kimia digunakan untuk menghilangkan sisa bubuk dan menghaluskan permukaan.Inspeksi antara setiap langkah proses memastikan kualitas keseluruhan proses.Komposisi akhir hanya lebih tinggi 22 gram dari total anggaran yang masih dalam kisaran yang diperbolehkan.
Untuk informasi lebih detail tentang cara pembuatan komponen ini (termasuk faktor skala yang terlibat dalam pencetakan 3D, desain struktur pendukung sementara dan permanen, serta detail penghilangan bubuk), silakan merujuk ke studi kasus ini dan tonton episode terbaru The Cool Pertunjukan Bagian Untuk memahami alasannya, untuk pencetakan 3D, ini adalah kisah produksi yang tidak biasa.
Pada plastik yang diperkuat serat karbon (CFRP), mekanisme penghilangan material adalah dengan menghancurkan, bukan menggunting.Hal ini yang membedakannya dengan aplikasi pengolah lainnya.
Dengan menggunakan geometri pemotong milling khusus dan menambahkan lapisan keras pada permukaan halus, Toolmex Corp. telah menciptakan end mill yang sangat cocok untuk pemotongan aktif aluminium.Alat tersebut disebut "Mako" dan merupakan bagian dari seri alat profesional SharC perusahaan.
Waktu posting: 27 Februari 2021