Петте компоненти на клучниот инструмент се направени со топење на електронски сноп, кој може да пренесе греди во шуплива кутија и тенки ѕидови.Но, 3D печатењето е само првиот чекор.
Инструментот што се користи во рендерирањето на уметникот е PIXL, петрохемиски уред со рендген кој може да анализира примероци од карпи на Марс.Извор на оваа слика и погоре: НАСА / JPL-Caltech
На 18 февруари, кога роверот „Истрајност“ слета на Марс, ќе носи речиси десет метални 3Д печатени делови.Пет од овие делови ќе се најдат во опремата од клучно значење за мисијата на роверот: рендген петрохемиски планетарен инструмент или PIXL.PIXL, инсталиран на крајот од конзолата на роверот, ќе анализира примероци од карпи и почва на површината на Црвената планета за да помогне во проценката на животниот потенцијал таму.
3D печатените делови на PIXL го вклучуваат неговиот преден и заден капак, рамка за монтирање, маса за рендген и поддршка за маса.На прв поглед, тие изгледаат како релативно едноставни делови, некои тенкоѕидни делови за куќиште и загради, можеби се направени од формиран лим.Сепак, излегува дека строгите барања на овој инструмент (и роверот воопшто) се совпаѓаат со бројот на чекори по обработката во производството на адитиви (AM).
Кога инженерите во лабораторијата за млазен погон на НАСА (JPL) го дизајнираа PIXL, тие не се зафатија да направат делови погодни за 3D печатење.Наместо тоа, тие се придржуваат до строг „буџет“ додека целосно се фокусираат на функционалноста и развиваат алатки кои можат да ја постигнат оваа задача.Доделената тежина на PIXL е само 16 фунти;надминувањето на овој буџет ќе предизвика уредот или други експерименти да „скокнат“ од роверот.
Иако деловите изгледаат едноставно, ова ограничување на тежината треба да се земе предвид при дизајнирање.Работната маса за рендген, рамката за поддршка и рамката за монтирање имаат структура на шуплива кутија за да се избегне поднесување дополнителна тежина или материјали, а ѕидот на капакот на обвивката е тенок и контурите поблиску го затвораат инструментот.
Петте 3D печатени делови на PIXL изгледаат како едноставни компоненти на заградата и куќиштето, но строгите сериски буџети бараат овие делови да имаат многу тенки ѕидови и структури на греди во шуплива кутија, што го елиминира конвенционалниот производствен процес што се користи за нивно производство.Извор на слика: Carpenter Additives
Со цел да се произведат лесни и издржливи компоненти за куќиште, НАСА се обрати до Carpenter Additive, снабдувач на услуги за производство на метален прав и 3D печатење.Бидејќи има малку простор за промена или модифицирање на дизајнот на овие лесни делови, Carpenter Additive го избра топењето со електронски сноп (EBM) како најдобар метод на производство.Овој метален процес на 3D печатење може да произведе греди во шупливи кутии, тенки ѕидови и други карактеристики што ги бара дизајнот на НАСА.Сепак, 3D печатењето е само првиот чекор во процесот на производство.
Топењето со електронски сноп е процес на топење на прав кој користи електронски сноп како извор на енергија за селективно спојување на металните прашоци.Целата машина е претходно загреана, процесот на печатење се изведува на овие покачени температури, деловите во суштина се термички обработени кога се печатат деловите, а околниот прав е полу-синтеруван.
Во споредба со слични процеси на директно ласерско синтерување на метал (DMLS), EBM може да произведе погруби завршни површини и подебели карактеристики, но неговите предности се исто така што ја намалува потребата за структури за поддршка и ја избегнува потребата од процеси базирани на ласер.Термички стресови кои можат да бидат проблематични.Деловите на PIXL излегуваат од процесот на EBM, се малку поголеми по големина, имаат груби површини и ги задржуваат прашкастите колачи во шупливата геометрија.
Топењето со електронски сноп (EBM) може да обезбеди сложени форми на PIXL делови, но за да се комплетираат, мора да се изведат низа чекори по обработката.Извор на слика: Carpenter Additives
Како што споменавме погоре, за да се постигне конечната големина, завршна обработка и тежина на компонентите на PIXL, мора да се изведат низа чекори по обработката.За отстранување на преостанатиот прав и за измазнување на површината се користат и механички и хемиски методи.Инспекцијата помеѓу секој процесен чекор го обезбедува квалитетот на целиот процес.Конечниот состав е само 22 грама повисок од вкупниот буџет, кој сепак е во дозволениот опсег.
За подетални информации за тоа како се произведуваат овие делови (вклучувајќи ги факторите на скала вклучени во 3D печатењето, дизајнот на привремените и постојаните потпорни структури и детали за отстранувањето на прашокот), ве молиме погледнете ја оваа студија на случај и погледнете ја најновата епизода од The Cool Прикажи делови За да разберете зошто, за 3D печатење, ова е необична приказна за производство.
Во пластиката засилена со јаглеродни влакна (CFRP), механизмот за отстранување на материјалот е дробење наместо стрижење.Ова го прави различен од другите апликации за обработка.
Со користење на специјална геометрија на фреза и додавање тврд слој на мазна површина, Toolmex Corp. создаде крајна мелница која е многу погодна за активно сечење на алуминиум.Алатката се вика „Мако“ и е дел од серијата професионални алатки SharC на компанијата.
Време на објавување: 27 февруари 2021 година