Пяць кампанентаў ключавога прыбора зроблены метадам электронна-прамянёвага плаўлення, якое можа прапускаць полыя скрынкавыя бэлькі і тонкія сценкі.Але 3D-друк - гэта толькі першы крок.
Інструмент, выкарыстаны ў рэндэрынгу мастака, - PIXL, рэнтгенаўскі нафтахімічны прыбор, які можа аналізаваць узоры горных парод на Марсе.Крыніца гэтага малюнка і вышэй: NASA / JPL-Caltech
18 лютага, калі марсаход "Perseverance" прызямліўся на Марсе, ён будзе несці амаль дзесяць металічных дэталяў, надрукаваных на 3D.Пяць з гэтых частак будуць знойдзены ў абсталяванні, якое мае вырашальнае значэнне для місіі марсахода: рэнтгенаўскі нафтахімічны планетарны прыбор або PIXL.PIXL, усталяваны на канцы кансолі марсахода, будзе аналізаваць узоры горных парод і глебы на паверхні Чырвонай планеты, каб дапамагчы ацаніць жыццёвы патэнцыял.
3D-друкаваныя дэталі PIXL ўключаюць пярэднюю і заднюю вокладкі, мантажную раму, рэнтгенаўскі стол і апору для стала.На першы погляд яны выглядаюць як адносна простыя дэталі, некаторыя танкасценныя дэталі корпуса і кранштэйны, яны могуць быць выкананы з фасоннага металічнага ліста.Аднак высвятляецца, што строгія патрабаванні гэтага прыбора (і марсахода ў цэлым) адпавядаюць колькасці этапаў пост-апрацоўкі ў адытыўнай вытворчасці (AM).
Калі інжынеры з Лабараторыі рэактыўнага руху NASA (JPL) спраектавалі PIXL, яны не збіраліся ствараць дэталі, прыдатныя для 3D-друку.Замест гэтага яны прытрымліваюцца строгага «бюджэту», цалкам засяроджваючыся на функцыянальнасці і распрацоўцы інструментаў, якія могуць выканаць гэтую задачу.Прызначаная вага PIXL складае ўсяго 16 фунтаў;перавышэнне гэтага бюджэту прывядзе да таго, што прылада або іншыя эксперыменты "скачуць" з марсахода.
Нягледзячы на тое, што дэталі выглядаюць проста, гэта абмежаванне вагі варта ўлічваць пры распрацоўцы.Рэнтгенаўскі варштат, апорная рама і мантажная рама маюць канструкцыю з полай каробкавай бэлькай, каб пазбегнуць дадатковай вагі або матэрыялаў, а сценка вечка корпуса тонкая, а контур больш шчыльна ахоплівае прыбор.
Пяць надрукаваных на 3D-прынтарах дэталяў PIXL выглядаюць як простыя кранштэйны і кампаненты корпуса, але строгія бюджэты на партыю патрабуюць, каб гэтыя дэталі мелі вельмі тонкія сценкі і полыя каробкавыя бэлькі, што выключае звычайны вытворчы працэс, які выкарыстоўваецца для іх вытворчасці.Крыніца малюнка: Carpenter Additives
Для вытворчасці лёгкіх і трывалых кампанентаў корпуса NASA звярнулася да Carpenter Additive, пастаўшчыка металічнага парашка і паслуг па вытворчасці 3D-друку.Паколькі няма месца для змены або мадыфікацыі канструкцыі гэтых лёгкіх дэталяў, Carpenter Additive абрала электронна-прамянёвае плаўленне (EBM) у якасці лепшага метаду вытворчасці.Гэты працэс 3D-друку з металу можа вырабляць полыя каробкавыя бэлькі, тонкія сценкі і іншыя характарыстыкі, неабходныя для дызайну NASA.Аднак 3D-друк - гэта толькі першы крок у працэсе вытворчасці.
Электронна-прамянёвая плаўка - гэта працэс плаўлення парашка, які выкарыстоўвае электронны прамень у якасці крыніцы энергіі для выбарачнага зліцця металічных парашкоў.Уся машына папярэдне награваецца, працэс друку ажыццяўляецца пры гэтых павышаных тэмпературах, дэталі па сутнасці падвяргаюцца тэрмічнай апрацоўцы, калі дэталі друкуюцца, а навакольны парашок напалову спекается.
У параўнанні з аналагічнымі працэсамі прамога лазернага спякання металу (DMLS), EBM можа вырабляць больш шурпатую аздабленне паверхні і больш тоўстыя элементы, але яго перавагі таксама ў тым, што ён зніжае патрэбу ў апорных структурах і пазбягае неабходнасці ў працэсах на аснове лазера.Цеплавыя стрэсы, якія могуць быць праблематычнымі.Дэталі PIXL атрымліваюцца з працэсу EBM, крыху большага памеру, маюць шурпатыя паверхні і ўтрымліваюць парашкападобныя асадкі ў полай геаметрыі.
Электронна-прамянёвая плаўка (EBM) можа даць складаныя формы дэталяў PIXL, але для іх завяршэння неабходна выканаць шэраг этапаў пост-апрацоўкі.Крыніца малюнка: Carpenter Additives
Як згадвалася вышэй, каб дасягнуць канчатковага памеру, аздаблення паверхні і вагі кампанентаў PIXL, неабходна выканаць шэраг этапаў апрацоўкі.Для выдалення рэшткаў парашка і выраўноўвання паверхні выкарыстоўваюцца як механічныя, так і хімічныя метады.Праверка паміж кожным этапам працэсу забяспечвае якасць усяго працэсу.Канчатковы склад усяго на 22 грама перавышае агульны бюджэт, што ўсё яшчэ ў межах дапушчальнага.
Каб атрымаць больш падрабязную інфармацыю аб тым, як вырабляюцца гэтыя дэталі (уключаючы маштабныя каэфіцыенты, звязаныя з 3D-друкам, дызайн часовых і пастаянных апорных канструкцый і падрабязную інфармацыю аб выдаленні парашка), звярніцеся да гэтага тэматычнага даследавання і паглядзіце апошнюю серыю The Cool Дэманстрацыя дэталяў Каб зразумець, чаму для 3D-друку гэта незвычайная гісторыя вытворчасці.
У пластмасах, армаваных вугляродным валакном (CFRP), механізм выдалення матэрыялу - гэта здрабненне, а не зрух.Гэта адрознівае яго ад іншых прыкладанняў для апрацоўкі.
Выкарыстоўваючы спецыяльную геаметрыю фрэзы і дадаючы цвёрдае пакрыццё на гладкую паверхню, Toolmex Corp. стварыла канцавую фрэзу, якая вельмі падыходзіць для актыўнай рэзкі алюмінія.Інструмент называецца «Мако» і ўваходзіць у прафесійную серыю інструментаў SharC кампаніі.
Час публікацыі: 27 лютага 2021 г