Năm thành phần của nhạc cụ chính được tạo ra bằng cách làm nóng chảy chùm tia điện tử, có thể truyền chùm hộp rỗng và các bức tường mỏng.Nhưng in 3D chỉ là bước đầu tiên.
Công cụ được sử dụng trong việc dựng hình của nghệ sĩ là PIXL, một thiết bị hóa dầu bằng 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 chiếc rover "Perseverance" hạ cánh xuống sao Hỏa, nó sẽ mang theo gần mười bộ phận được in 3D bằng kim loại.Năm trong số những bộ phận này sẽ được tìm thấy trong thiết bị quan trọng đối với sứ mệnh rover: Dụng cụ hành tinh hóa dầu tia X hoặc PIXL.PIXL, được lắp đặt ở cuối công xôn của xe di chuyển, sẽ phân tích các mẫu đất 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 gắn, bảng 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 đã định hình.Tuy nhiên, nó chỉ ra rằng các yêu cầu nghiêm ngặt của thiết bị này (và thiết bị di chuyển nói chung) phù hợp với số lượng các bước xử lý sau trong sản xuất phụ gia (AM).
Khi các kỹ sư tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA (JPL) thiết kế PIXL, họ đã không đặt ra mục tiêu chế tạo các bộ phận phù hợp cho in 3D.Thay vào đó, họ tuân thủ "ngân sách" nghiêm ngặt trong khi hoàn toàn tập trung 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 thử nghiệm khác "nhảy" khỏi máy dò.
Mặc dù các bộ phận trông đơn giản nhưng giới hạn trọng lượng này cần được lưu ý khi thiết kế.Bàn làm việc tia X, khung đỡ và khung lắp đều sử dụng cấu trúc chùm hộp rỗng để tránh chịu thêm bất kỳ trọng lượng hoặc vật liệu nào và thành của vỏ máy 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 hàng loạt nghiêm ngặt yêu cầu các bộ phận này phải có thành rất mỏng và cấu trúc dầm hộp rỗng, điều này 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 thành phần nhà nhẹ và bền, NASA đã chuyển sang Carpenter Additive, một nhà cung cấp dịch vụ sản xuất bột kim loại và 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 nấu chảy chùm điện tử (EBM) là phương pháp sản xuất tốt nhất.Quá trình in 3D kim loại này có thể tạo ra dầm hộp rỗng, thành mỏng và các tính năng khác theo yêu cầu của thiết kế của NASA.Tuy nhiên, in 3D chỉ là bước đầu tiên trong quy trình sản xuất.
Đun chảy chùm điện tử là một quá trình nấu chảy bột sử dụng chùm điện tử làm nguồn năng lượng để nung chảy các loại bột kim loại với nhau một cách có chọn lọc.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 thiêu kết bán phần.
So với các quy trình thiêu kết laser kim loại trực tiếp (DMLS) tương tự, EBM có thể tạo ra bề mặt hoàn thiện thô hơn và các tính năng dày hơn, nhưng ưu điểm của nó cũng là nó làm giảm nhu cầu về cấu trúc hỗ trợ và tránh sự cần thiết của các quy trình dựa trên laser.Ứng suất nhiệt có thể có vấn đề.Các bộ phận PIXL ra đời từ quy trình EBM, có kích thước lớn hơn một chút, có bề mặt thô và bẫy các bánh bột theo hình dạng rỗng.
Sự nung chảy chùm tia điện tử (EBM) có thể cung cấp các dạng phức tạp của các bộ phận PIXL, nhưng để hoàn thành chúng, phải thực hiện một loạt các bước xử lý sau.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 sau 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 gam so với tổng kinh phí, vẫn nằm trong mức 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 vĩnh viễn, và 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 tại sao, đối với in 3D, đây là một câu chuyện sản xuất bất thường.
Trong chất dẻo 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 một lớp phủ cứng cho bề mặt nhẵn, Toolmex Corp. đã tạo ra một máy nghiền cuối rất thích hợp cho việc cắt nhôm chủ động.Công cụ này được gọi là "Mako" và là một phần của loạt công cụ chuyên nghiệp SharC của công ty.
Thời gian đăng bài: 27/02-2021