ส่วนประกอบทั้งห้าของเครื่องมือหลักทำขึ้นจากการหลอมของลำอิเล็กตรอน ซึ่งสามารถส่งผ่านคานกลวงและผนังบางได้แต่การพิมพ์ 3 มิติเป็นเพียงขั้นตอนแรกเท่านั้น
เครื่องมือที่ใช้ในการเรนเดอร์ของศิลปินคือ PIXL ซึ่งเป็นอุปกรณ์เอ็กซ์เรย์ปิโตรเคมีที่สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างหินบนดาวอังคารได้ที่มาของภาพนี้และข้างบน: NASA / JPL-Caltech
ในวันที่ 18 กุมภาพันธ์ เมื่อรถแลนด์โรเวอร์ "Perseverance" ลงจอดบนดาวอังคาร มันจะบรรทุกชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ 3 มิติเกือบสิบชิ้นชิ้นส่วนเหล่านี้ห้าชิ้นจะพบได้ในอุปกรณ์ที่มีความสำคัญต่อภารกิจของรถแลนด์โรเวอร์: X-ray Petrochemical Planetary Instrument หรือ PIXLPIXL ซึ่งติดตั้งอยู่ที่ปลายเสาเข็มของรถแลนด์โรเวอร์ จะวิเคราะห์ตัวอย่างหินและดินบนพื้นผิวของดาวเคราะห์แดงเพื่อช่วยประเมินศักยภาพของชีวิตที่นั่น
ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติของ PIXL ประกอบด้วยปกหน้าและปกหลัง โครงยึด โต๊ะเอ็กซ์เรย์ และฐานรองโต๊ะเมื่อมองแวบแรก พวกมันดูเหมือนชิ้นส่วนที่ค่อนข้างเรียบง่าย ชิ้นส่วนตัวเรือนและขายึดผนังบางบางอัน อาจทำจากแผ่นโลหะขึ้นรูปอย่างไรก็ตาม ปรากฎว่าข้อกำหนดที่เข้มงวดของเครื่องมือนี้ (และรถแลนด์โรเวอร์โดยทั่วไป) ตรงกับจำนวนขั้นตอนหลังการประมวลผลในการผลิตสารเติมแต่ง (AM)
เมื่อวิศวกรของ Jet Propulsion Laboratory (JPL) ของ NASA ออกแบบ PIXL พวกเขาไม่ได้ตั้งเป้าที่จะสร้างชิ้นส่วนที่เหมาะสมสำหรับการพิมพ์ 3 มิติแต่พวกเขายึดมั่นใน "งบประมาณ" ที่เข้มงวด ในขณะที่เน้นการทำงานอย่างเต็มที่และการพัฒนาเครื่องมือที่สามารถทำงานได้สำเร็จน้ำหนักที่กำหนดของ PIXL คือ 16 ปอนด์เท่านั้นเกินงบประมาณนี้จะทำให้อุปกรณ์หรือการทดลองอื่น ๆ "กระโดด" จากรถแลนด์โรเวอร์
แม้ว่าชิ้นส่วนจะดูเรียบง่าย แต่ควรพิจารณาข้อจำกัดด้านน้ำหนักนี้เมื่อออกแบบโต๊ะทำงานเอ็กซ์เรย์ โครงรองรับ และโครงยึดทั้งหมดใช้โครงสร้างลำแสงแบบกล่องกลวง เพื่อหลีกเลี่ยงการรับน้ำหนักหรือวัสดุเพิ่มเติม และผนังของฝาครอบเปลือกบางและโครงร่างจะแนบชิดกับเครื่องมือมากขึ้น
ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติทั้ง 5 ชิ้นของ PIXL มีลักษณะเหมือนโครงยึดและส่วนประกอบตัวเรือนที่เรียบง่าย แต่งบประมาณชุดที่เข้มงวดต้องการให้ชิ้นส่วนเหล่านี้มีผนังที่บางมากและโครงสร้างลำแสงแบบกล่องกลวง ซึ่งช่วยขจัดกระบวนการผลิตแบบเดิมๆ ที่ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเหล่านี้แหล่งที่มาของรูปภาพ: สารเติมแต่งสำหรับช่างไม้
เพื่อผลิตส่วนประกอบตัวเรือนน้ำหนักเบาและทนทาน NASA หันไปใช้สารเติมแต่ง Carpenter ซึ่งเป็นผู้ให้บริการด้านการผลิตผงโลหะและบริการการพิมพ์ 3 มิติเนื่องจากมีพื้นที่เพียงเล็กน้อยสำหรับการเปลี่ยนแปลงหรือปรับเปลี่ยนการออกแบบของชิ้นส่วนน้ำหนักเบาเหล่านี้ Carpenter Additive จึงเลือกการหลอมด้วยลำแสงอิเล็กตรอน (EBM) เป็นวิธีการผลิตที่ดีที่สุดกระบวนการพิมพ์โลหะ 3 มิตินี้สามารถผลิตคานกล่องกลวง ผนังบาง และคุณสมบัติอื่นๆ ที่จำเป็นต่อการออกแบบของ NASAอย่างไรก็ตาม การพิมพ์ 3 มิติเป็นเพียงขั้นตอนแรกในกระบวนการผลิตเท่านั้น
การหลอมด้วยลำแสงอิเล็กตรอนเป็นกระบวนการหลอมผงที่ใช้ลำแสงอิเล็กตรอนเป็นแหล่งพลังงานในการหลอมผงโลหะเข้าด้วยกันอย่างเลือกสรรเครื่องทั้งหมดได้รับการอุ่นเครื่อง กระบวนการพิมพ์จะดำเนินการที่อุณหภูมิที่สูงขึ้นเหล่านี้ ชิ้นส่วนจะได้รับการบำบัดความร้อนโดยพื้นฐานเมื่อพิมพ์ชิ้นส่วน และผงโดยรอบจะถูกเผาแบบกึ่งเผา
เมื่อเทียบกับกระบวนการเผาผนึกด้วยเลเซอร์โลหะโดยตรง (DMLS) ที่คล้ายคลึงกัน EBM สามารถผลิตผิวสำเร็จที่หยาบกว่าและมีคุณสมบัติที่หนากว่า แต่ข้อดีของมันก็คือช่วยลดความต้องการโครงสร้างรองรับและหลีกเลี่ยงกระบวนการที่ใช้เลเซอร์ความเครียดจากความร้อนที่อาจเป็นปัญหาชิ้นส่วน PIXL ออกมาจากกระบวนการ EBM มีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อย มีพื้นผิวที่ขรุขระ และดักจับแป้งฝุ่นในรูปทรงกลวง
การหลอมด้วยลำแสงอิเล็กตรอน (EBM) สามารถให้รูปแบบที่ซับซ้อนของชิ้นส่วน PIXL แต่เพื่อให้สมบูรณ์ จะต้องดำเนินการชุดของขั้นตอนหลังการประมวลผลแหล่งที่มาของรูปภาพ: สารเติมแต่งสำหรับช่างไม้
ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น เพื่อให้ได้ขนาดสุดท้าย ผิวสำเร็จ และน้ำหนักของส่วนประกอบ PIXL ขั้นสุดท้ายจะต้องดำเนินการเป็นชุดของขั้นตอนหลังการประมวลผลทั้งวิธีการทางกลและทางเคมีใช้เพื่อขจัดผงตกค้างและทำให้พื้นผิวเรียบการตรวจสอบระหว่างแต่ละขั้นตอนของกระบวนการทำให้มั่นใจในคุณภาพของกระบวนการทั้งหมดองค์ประกอบสุดท้ายสูงกว่างบประมาณทั้งหมดเพียง 22 กรัมซึ่งยังอยู่ในช่วงที่อนุญาต
สำหรับข้อมูลโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการผลิตชิ้นส่วนเหล่านี้ (รวมถึงปัจจัยมาตราส่วนที่เกี่ยวข้องกับการพิมพ์ 3 มิติ การออกแบบโครงสร้างรองรับชั่วคราวและถาวร และรายละเอียดเกี่ยวกับการกำจัดผง) โปรดดูกรณีศึกษานี้และรับชมตอนล่าสุดของ The Cool การแสดงชิ้นส่วน เพื่อให้เข้าใจว่าทำไมสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ นี่เป็นเรื่องราวการผลิตที่ไม่ธรรมดา
ในพลาสติกเสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP) กลไกการขจัดวัสดุจะเกิดการบดอัดมากกว่าการตัดเฉือนทำให้แตกต่างจากโปรแกรมประมวลผลอื่นๆ
ด้วยการใช้รูปทรงหัวกัดพิเศษและการเพิ่มการเคลือบแข็งลงบนพื้นผิวเรียบ Toolmex Corp. ได้สร้างดอกกัดปลายที่เหมาะมากสำหรับการตัดอะลูมิเนียมแบบแอคทีฟเครื่องมือนี้มีชื่อว่า "Mako" และเป็นส่วนหนึ่งของชุดเครื่องมือระดับมืออาชีพของ SharC ของบริษัท
เวลาที่โพสต์: 27 ก.พ. - 2021