Pet komponenti ključnog instrumenta izrađeno je taljenjem elektronskog snopa, koji može prenijeti šuplje kutijaste zrake i tanke stijenke.Ali 3D ispis je samo prvi korak.
Instrument korišten u umjetnikovom prikazu je PIXL, rendgenski petrokemijski uređaj koji može analizirati uzorke stijena na Marsu.Izvor ove slike i iznad: NASA / JPL-Caltech
18. veljače, kada je rover "Perseverance" sletio na Mars, nosit će gotovo deset metalnih 3D tiskanih dijelova.Pet od ovih dijelova naći će se u opremi ključnoj za misiju rovera: rendgenski petrokemijski planetarni instrument ili PIXL.PIXL, instaliran na kraju konzole rovera, analizirat će uzorke stijena i tla na površini Crvenog planeta kako bi pomogao u procjeni tamošnjeg životnog potencijala.
PIXL-ovi 3D tiskani dijelovi uključuju prednji i stražnji poklopac, montažni okvir, stol za rendgen i nosač stola.Na prvi pogled izgledaju kao relativno jednostavni dijelovi, neki dijelovi kućišta tankih stijenki i nosači, mogu biti izrađeni od oblikovanog lima.Međutim, pokazalo se da strogi zahtjevi ovog instrumenta (i rovera općenito) odgovaraju broju koraka naknadne obrade u aditivnoj proizvodnji (AM).
Kada su inženjeri NASA-inog Laboratorija za mlazni pogon (JPL) dizajnirali PIXL, nisu namjeravali izraditi dijelove prikladne za 3D ispis.Umjesto toga, pridržavaju se strogog "proračuna" dok su u potpunosti usredotočeni na funkcionalnost i razvoj alata koji mogu izvršiti ovaj zadatak.Dodijeljena težina PIXL-a je samo 16 funti;prekoračenje ovog proračuna uzrokovat će "iskakanje" uređaja ili drugih eksperimenata s rovera.
Iako dijelovi izgledaju jednostavno, ovo ograničenje težine treba uzeti u obzir prilikom projektiranja.Rendgenski radni stol, potporni okvir i okvir za montažu imaju strukturu šuplje kutijaste grede kako bi se izbjeglo podnošenje bilo kakve dodatne težine ili materijala, a stijenka poklopca školjke je tanka i obris bliže obuhvaća instrument.
PIXL-ovih pet 3D tiskanih dijelova izgledaju kao jednostavni nosači i komponente kućišta, ali strogi budžeti za serije zahtijevaju da ti dijelovi imaju vrlo tanke stijenke i šuplje kutijaste grede, što eliminira konvencionalni proizvodni proces koji se koristi za njihovu proizvodnju.Izvor slike: Carpenter Additives
Kako bi proizvela lagane i izdržljive komponente kućišta, NASA se obratila Carpenter Additivu, pružatelju usluga proizvodnje metalnog praha i 3D ispisa.Budući da postoji malo prostora za promjenu ili modificiranje dizajna ovih laganih dijelova, Carpenter Additive je odabrao taljenje elektronskim snopom (EBM) kao najbolju metodu proizvodnje.Ovaj proces metalnog 3D ispisa može proizvesti grede šupljih kutija, tanke stijenke i druge značajke koje zahtijeva NASA-in dizajn.No, 3D printanje samo je prvi korak u proizvodnom procesu.
Taljenje elektronskim snopom je proces taljenja praha koji koristi elektronski snop kao izvor energije za selektivno stapanje metalnog praha.Cijeli stroj je prethodno zagrijan, proces ispisa se odvija na tim povišenim temperaturama, dijelovi se uglavnom toplinski obrađuju kada se dijelovi tiskaju, a okolni prah se polusinterira.
U usporedbi sa sličnim postupcima izravnog laserskog sinteriranja metala (DMLS), EBM može proizvesti grublje površinske završne obrade i deblje elemente, ali njegove su prednosti i to što smanjuje potrebu za potpornim strukturama i izbjegava potrebu za procesima koji se temelje na laseru.Toplinska opterećenja koja mogu biti problematična.PIXL dijelovi proizlaze iz EBM procesa, nešto su većih dimenzija, imaju grube površine i hvataju praškaste kolače u šupljoj geometriji.
Taljenje elektronskim snopom (EBM) može dati složene oblike PIXL dijelova, ali da bi se oni dovršili, mora se izvršiti niz koraka naknadne obrade.Izvor slike: Carpenter Additives
Kao što je gore spomenuto, kako bi se postigla konačna veličina, završna obrada površine i težina PIXL komponenti, mora se izvršiti niz koraka naknadne obrade.Za uklanjanje ostataka praha i zaglađivanje površine koriste se mehaničke i kemijske metode.Inspekcija između svakog koraka procesa osigurava kvalitetu cijelog procesa.Konačni sastav samo je 22 grama veći od ukupnog budžeta, što je još uvijek u granicama dopuštenog.
Za detaljnije informacije o tome kako se ti dijelovi proizvode (uključujući faktore razmjera uključene u 3D ispis, dizajn privremenih i trajnih potpornih struktura i pojedinosti o uklanjanju praha), pogledajte ovu studiju slučaja i pogledajte najnoviju epizodu The Cool Prikaz dijelova Da bismo razumjeli zašto, za 3D ispis, ovo je neobična proizvodna priča.
Kod plastike ojačane karbonskim vlaknima (CFRP), mehanizam za uklanjanje materijala je drobljenje, a ne rezanje.To ga čini drugačijim od drugih aplikacija za obradu.
Korištenjem posebne geometrije glodala i dodavanjem tvrdog premaza na glatku površinu, Toolmex Corp. je stvorio čeono glodalo koje je vrlo prikladno za aktivno rezanje aluminija.Alat se zove "Mako" i dio je profesionalne serije alata SharC.
Vrijeme objave: 27. veljače 2021