Năm thành phần của thiết bị chính được tạo ra bằng cách nấu chảy chùm tia điện tử, có thể truyền các chùm hộp rỗng và các bức tường mỏng.Nhưng in 3D chỉ là bước đầu tiên.
Công cụ được họa sĩ sử dụng trong bản vẽ là PIXL, một thiết bị hóa dầu tia X có thể phân tích các mẫu đá trên Sao Hỏa.Nguồn của hình ảnh này trở lên: NASA / JPL-Caltech
Vào ngày 18 tháng 2, khi tàu thăm dò "Perseverance" hạ cánh xuống Sao Hỏa, nó sẽ mang theo gần 10 bộ phận kim loại được in 3D.Năm bộ phận trong số này sẽ được tìm thấy trong thiết bị quan trọng đối với sứ mệnh của tàu thăm dò: Thiết bị hành tinh hóa dầu tia X hay PIXL.PIXL, được lắp đặt ở phần cuối của máy thám hiểm, sẽ phân tích các mẫu đất và đá trên bề mặt Hành tinh Đỏ để giúp đánh giá tiềm năng sự sống ở đó.
Các bộ phận được in 3D của PIXL bao gồm nắp trước và nắp sau, khung lắp, bàn X-quang và giá đỡ bàn.Thoạt nhìn, chúng trông giống như các bộ phận tương đối đơn giản, một số bộ phận vỏ và giá đỡ có thành mỏng, chúng có thể được làm bằng kim loại tấm định hình.Tuy nhiên, hóa ra các yêu cầu khắt khe của thiết bị này (và máy thám hiểm nói chung) lại phù hợp với số bước xử lý hậu kỳ trong sản xuất bồi đắp (AM).
Khi các kỹ sư tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA (JPL) thiết kế PIXL, họ không đặt mục tiêu chế tạo các bộ phận phù hợp cho việc in 3D.Thay vào đó, họ tuân thủ một “ngân sách” nghiêm ngặt trong khi tập trung hoàn toàn vào chức năng và phát triển các công cụ có thể hoàn thành nhiệm vụ này.Trọng lượng được ấn định của PIXL chỉ là 16 pound;vượt quá ngân sách này sẽ khiến thiết bị hoặc các thí nghiệm khác "nhảy" khỏi máy thám hiểm.
Mặc dù các bộ phận trông đơn giản nhưng giới hạn trọng lượng này cần được cân nhắc khi thiết kế.Bàn làm việc tia X, khung đỡ và khung lắp đều sử dụng cấu trúc dầm hộp rỗng để tránh chịu bất kỳ trọng lượng hoặc vật liệu bổ sung nào, đồng thời thành của vỏ vỏ mỏng và đường viền bao quanh thiết bị chặt chẽ hơn.
Năm bộ phận in 3D của PIXL trông giống như các bộ phận khung và vỏ đơn giản, nhưng ngân sách lô nghiêm ngặt yêu cầu các bộ phận này phải có thành rất mỏng và cấu trúc dầm hộp rỗng, giúp loại bỏ quy trình sản xuất thông thường được sử dụng để sản xuất chúng.Nguồn hình ảnh: Phụ gia thợ mộc
Để sản xuất các bộ phận vỏ nhẹ và bền, NASA đã chuyển sang Carpenter Additive, nhà cung cấp bột kim loại và dịch vụ sản xuất in 3D.Vì có rất ít chỗ để thay đổi hoặc sửa đổi thiết kế của những bộ phận nhẹ này, Carpenter Additive đã chọn phương pháp nung chảy bằng chùm tia điện tử (EBM) làm phương pháp sản xuất tốt nhất.Quy trình in 3D kim loại này có thể tạo ra các dầm hộp rỗng, thành mỏng và các tính năng khác theo yêu cầu thiết kế của NASA.Tuy nhiên, in 3D chỉ là bước đầu tiên trong quá trình sản xuất.
Nấu chảy bằng chùm tia điện tử là quá trình nấu chảy bột sử dụng chùm tia điện tử làm nguồn năng lượng để kết hợp có chọn lọc các bột kim loại với nhau.Toàn bộ máy được làm nóng trước, quá trình in được thực hiện ở nhiệt độ cao này, các bộ phận về cơ bản được xử lý nhiệt khi các bộ phận được in và bột xung quanh được bán thiêu kết.
So với các quy trình thiêu kết laser kim loại trực tiếp (DMLS) tương tự, EBM có thể tạo ra bề mặt hoàn thiện cứng hơn và các chi tiết dày hơn, nhưng ưu điểm của nó là giảm nhu cầu về cấu trúc hỗ trợ và tránh nhu cầu về các quy trình dựa trên laser.Căng thẳng nhiệt có thể có vấn đề.Các bộ phận PIXL được tạo ra từ quy trình EBM, có kích thước lớn hơn một chút, có bề mặt gồ ghề và bẫy các bánh bột ở dạng hình học rỗng.
Nấu chảy bằng chùm tia điện tử (EBM) có thể cung cấp các dạng bộ phận PIXL phức tạp, nhưng để hoàn thiện chúng, phải thực hiện một loạt các bước xử lý hậu kỳ.Nguồn hình ảnh: Phụ gia thợ mộc
Như đã đề cập ở trên, để đạt được kích thước, độ hoàn thiện bề mặt và trọng lượng cuối cùng của các thành phần PIXL, một loạt các bước xử lý hậu kỳ phải được thực hiện.Cả hai phương pháp cơ học và hóa học đều được sử dụng để loại bỏ bột còn sót lại và làm phẳng bề mặt.Việc kiểm tra giữa mỗi bước quy trình đảm bảo chất lượng của toàn bộ quy trình.Thành phần cuối cùng chỉ cao hơn 22 gram so với tổng ngân sách, vẫn nằm trong phạm vi cho phép.
Để biết thêm thông tin chi tiết về cách các bộ phận này được sản xuất (bao gồm các yếu tố tỷ lệ liên quan đến in 3D, thiết kế cấu trúc hỗ trợ tạm thời và lâu dài cũng như chi tiết về loại bỏ bột), vui lòng tham khảo nghiên cứu điển hình này và xem tập mới nhất của The Cool Các bộ phận hiển thị Để hiểu lý do tại sao, đối với in 3D, đây là một câu chuyện sản xuất bất thường.
Trong nhựa gia cố bằng sợi carbon (CFRP), cơ chế loại bỏ vật liệu là nghiền chứ không phải cắt.Điều này làm cho nó khác với các ứng dụng xử lý khác.
Bằng cách sử dụng hình dạng dao phay đặc biệt và thêm lớp phủ cứng vào bề mặt nhẵn, Toolmex Corp. đã tạo ra một dao phay ngón rất phù hợp để cắt nhôm chủ động.Công cụ này có tên là "Mako" và là một phần của loạt công cụ chuyên nghiệp SharC của công ty.
Thời gian đăng: Feb-27-2021