พบกับชิ้นส่วนการพิมพ์ 3 มิติที่กำลังจะไปดาวอังคาร |การประชุมเชิงปฏิบัติการเครื่องจักรฮุนได

ส่วนประกอบทั้งห้าของเครื่องดนตรีหลักเกิดจากการหลอมลำอิเล็กตรอน ซึ่งสามารถส่งคานกล่องกลวงและผนังบางได้แต่การพิมพ์ 3 มิติเป็นเพียงก้าวแรกเท่านั้น
เครื่องมือที่ใช้ในการเรนเดอร์ของศิลปินคือ PIXL ซึ่งเป็นอุปกรณ์ปิโตรเคมีเอ็กซ์เรย์ที่สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างหินบนดาวอังคารแหล่งที่มาของภาพนี้และด้านบน: NASA / JPL-Caltech
ในวันที่ 18 กุมภาพันธ์ เมื่อรถแลนด์โรเวอร์ "Perseverance" ลงจอดบนดาวอังคาร จะมีชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ 3 มิติเกือบ 10 ชิ้นห้าส่วนเหล่านี้จะพบได้ในอุปกรณ์ที่สำคัญต่อภารกิจรถแลนด์โรเวอร์ ได้แก่ เครื่องมือเอ็กซ์เรย์ปิโตรเคมีดาวเคราะห์หรือ PIXLPIXL ซึ่งติดตั้งอยู่ที่ส่วนปลายของคานยื่นของรถแลนด์โรเวอร์ จะวิเคราะห์ตัวอย่างหินและดินบนพื้นผิวของดาวเคราะห์สีแดง เพื่อช่วยประเมินศักยภาพของชีวิตที่นั่น
ชิ้นส่วนที่พิมพ์แบบ 3 มิติของ PIXL ประกอบด้วยฝาครอบด้านหน้าและด้านหลัง กรอบยึด โต๊ะเอ็กซเรย์ และส่วนรองรับโต๊ะเมื่อมองแวบแรก พวกมันดูเหมือนชิ้นส่วนที่ค่อนข้างเรียบง่าย ชิ้นส่วนตัวเรือนและขายึดที่มีผนังบางบางชิ้น อาจทำจากโลหะแผ่นขึ้นรูปอย่างไรก็ตาม ปรากฎว่าข้อกำหนดที่เข้มงวดของเครื่องมือนี้ (และรถแลนด์โรเวอร์โดยทั่วไป) ตรงกับจำนวนขั้นตอนหลังการประมวลผลในการผลิตแบบเติมเนื้อ (AM)
เมื่อวิศวกรที่ Jet Propulsion Laboratory (JPL) ของ NASA ออกแบบ PIXL พวกเขาไม่ได้วางแผนที่จะสร้างชิ้นส่วนที่เหมาะสำหรับการพิมพ์ 3 มิติแต่พวกเขาปฏิบัติตาม "งบประมาณ" ที่เข้มงวดโดยมุ่งเน้นไปที่ฟังก์ชันการทำงานและการพัฒนาเครื่องมือที่สามารถบรรลุภารกิจนี้ได้อย่างเต็มที่น้ำหนักที่กำหนดของ PIXL คือ 16 ปอนด์เท่านั้นเกินงบประมาณนี้จะทำให้อุปกรณ์หรือการทดลองอื่น ๆ "กระโดด" จากรถแลนด์โรเวอร์
แม้ว่าชิ้นส่วนจะดูเรียบง่าย แต่ควรคำนึงถึงข้อจำกัดด้านน้ำหนักนี้เมื่อออกแบบโต๊ะงานเอ็กซเรย์ โครงรองรับ และโครงยึดทั้งหมดใช้โครงสร้างลำแสงแบบกล่องกลวงเพื่อหลีกเลี่ยงการมีน้ำหนักหรือวัสดุเพิ่มเติมใดๆ และผนังของที่ครอบเปลือกมีความบางและมีโครงร่างที่โอบล้อมอุปกรณ์ไว้ใกล้ยิ่งขึ้น
ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติทั้ง 5 ชิ้นของ PIXL มีลักษณะเหมือนขายึดและส่วนประกอบตัวเรือนแบบธรรมดา แต่งบประมาณการผลิตที่เข้มงวดทำให้ชิ้นส่วนเหล่านี้ต้องมีผนังที่บางมากและโครงสร้างลำแสงแบบกล่องกลวง ซึ่งช่วยลดกระบวนการผลิตแบบเดิมๆ ที่ใช้ในการผลิตแหล่งที่มาของภาพ: สารเติมแต่งช่างไม้
เพื่อที่จะผลิตส่วนประกอบตัวเรือนที่มีน้ำหนักเบาและทนทาน NASA จึงหันไปหา Carpenter Additive ซึ่งเป็นผู้ให้บริการด้านผงโลหะและบริการการผลิตการพิมพ์ 3 มิติเนื่องจากมีพื้นที่น้อยสำหรับการเปลี่ยนแปลงหรือปรับเปลี่ยนการออกแบบชิ้นส่วนน้ำหนักเบาเหล่านี้ Carpenter Additive จึงเลือกการหลอมลำอิเล็กตรอน (EBM) เป็นวิธีการผลิตที่ดีที่สุดกระบวนการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะนี้สามารถผลิตคานกล่องกลวง ผนังบาง และคุณสมบัติอื่นๆ ตามการออกแบบของ NASAอย่างไรก็ตาม การพิมพ์ 3 มิติเป็นเพียงขั้นตอนแรกในกระบวนการผลิตเท่านั้น
การหลอมลำแสงอิเล็กตรอนเป็นกระบวนการหลอมผงที่ใช้ลำอิเล็กตรอนเป็นแหล่งพลังงานเพื่อคัดเลือกผงโลหะเข้าด้วยกันเครื่องทั้งหมดได้รับการอุ่นก่อน กระบวนการพิมพ์จะดำเนินการที่อุณหภูมิที่สูงขึ้น ชิ้นส่วนต่างๆ จะได้รับการบำบัดด้วยความร้อนเมื่อพิมพ์ชิ้นส่วน และผงโดยรอบจะถูกเผาแบบกึ่งเผา
เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการเผาด้วยเลเซอร์โลหะโดยตรง (DMLS) ที่คล้ายกัน EBM สามารถสร้างพื้นผิวที่หยาบกว่าและมีคุณสมบัติที่หนากว่า แต่ข้อดีคือยังช่วยลดความต้องการโครงสร้างรองรับ และหลีกเลี่ยงความจำเป็นสำหรับกระบวนการที่ใช้เลเซอร์ความเครียดจากความร้อนที่อาจเป็นปัญหาชิ้นส่วน PIXL ออกมาจากกระบวนการ EBM มีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อย มีพื้นผิวที่หยาบ และดักจับแป้งเค้กในรูปทรงกลวง
การหลอมลำแสงอิเล็กตรอน (EBM) สามารถสร้างชิ้นส่วน PIXL ในรูปแบบที่ซับซ้อนได้ แต่เพื่อให้เสร็จสมบูรณ์ จะต้องดำเนินการขั้นตอนหลังการประมวลผลหลายขั้นตอนแหล่งที่มาของภาพ: สารเติมแต่งสำหรับช่างไม้
ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น เพื่อให้ได้ขนาดขั้นสุดท้าย ผิวสำเร็จ และน้ำหนักของส่วนประกอบ PIXL จะต้องดำเนินการขั้นตอนหลังการประมวลผลหลายขั้นตอนใช้วิธีการทั้งทางกลและเคมีเพื่อขจัดผงที่ตกค้างและทำให้พื้นผิวเรียบการตรวจสอบระหว่างแต่ละขั้นตอนของกระบวนการทำให้มั่นใจในคุณภาพของกระบวนการทั้งหมดองค์ประกอบสุดท้ายสูงกว่างบประมาณทั้งหมดเพียง 22 กรัม ซึ่งยังอยู่ในช่วงที่อนุญาต
สำหรับข้อมูลโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการผลิตชิ้นส่วนเหล่านี้ (รวมถึงปัจจัยด้านขนาดที่เกี่ยวข้องกับการพิมพ์ 3 มิติ การออกแบบโครงสร้างรองรับชั่วคราวและถาวร และรายละเอียดเกี่ยวกับการขจัดผง) โปรดดูกรณีศึกษานี้และดูตอนล่าสุดของ The Cool การแสดงชิ้นส่วน เพื่อให้เข้าใจว่าทำไมสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ นี่จึงเป็นเรื่องราวการผลิตที่ไม่ธรรมดา
ในพลาสติกเสริมคาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP) กลไกการกำจัดวัสดุจะถูกบดขยี้มากกว่าการตัดเฉือนทำให้แตกต่างจากแอปพลิเคชันการประมวลผลอื่นๆ
ด้วยการใช้รูปทรงของหัวกัดแบบพิเศษและการเคลือบแข็งบนพื้นผิวที่เรียบ Toolmex Corp. ได้สร้างดอกเอ็นมิลล์ที่เหมาะมากสำหรับการตัดอะลูมิเนียมแบบแอ็คทีฟเครื่องมือนี้เรียกว่า "Mako" และเป็นส่วนหนึ่งของชุดเครื่องมือระดับมืออาชีพ SharC ของบริษัท


เวลาโพสต์: Feb-27-2021
แชทออนไลน์ WhatsApp!