បច្ចេកទេសចុងក្រោយបំផុតក្នុងដំណើរការលោហៈដោយប្រើប្រាស់ការបោះពុម្ព 3D
ឧស្សាហកម្មផលិតកម្មបានឃើញការកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃការអភិវឌ្ឍក្នុងរយៈពេលមួយទសវត្សរ៍កន្លងមកនេះ ដោយសារការមកដល់នៃបច្ចេកវិទ្យាបោះពុម្ពលោហៈ 3D (ការផលិតបន្ថែមលោហៈ)។ ខណៈពេលដែលការកែច្នៃលោហៈធ្លាប់មានន័យដូចគ្នានឹងដំណើរការធម្មតាដូចជាការបោះ ការកែច្នៃ (CNC) និងការក្លែងបន្លំ វិស័យផ្សេងៗ - ចាប់ពីអាកាសចរណ៍ យានយន្ត ថាមពល រហូតដល់វេជ្ជសាស្ត្រ - ឥឡូវនេះកំពុងពឹងផ្អែកលើបច្ចេកទេសបោះពុម្ព 3D ដើម្បីផលិតសមាសធាតុស្រាលជាងមុន ស្មុគស្មាញជាងមុន និងមានប្រសិទ្ធភាពជាងមុន។ បច្ចេកវិទ្យានេះអាចឱ្យបង្កើតវត្ថុជាស្រទាប់ៗពីម្សៅលោហៈ ឬលួស ដែលអនុញ្ញាតឱ្យការរចនាដែលមិនធ្លាប់មានពីមុនត្រូវបានផលិតដោយភាពជាក់លាក់ខ្ពស់។ អត្ថបទនេះពិភាក្សាអំពីបច្ចេកទេសចុងក្រោយបំផុតក្នុងដំណើរការកែច្នៃលោហៈដោយប្រើការបោះពុម្ព 3D ចាប់ពីវិធីសាស្រ្ត និងសម្ភារៈរហូតដល់និន្នាការនៃការអនុវត្ត។
១. ការវិវត្តន៍នៃការបោះពុម្ព 3D លើលោហៈ៖ ពីគំរូដើមរហូតដល់ផលិតកម្មទ្រង់ទ្រាយធំ
នៅដំណាក់កាលដំបូង ការបោះពុម្ពលោហៈ 3D ត្រូវបានប្រើជាចម្បងសម្រាប់ការបង្កើតគំរូដើម។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែការកែលម្អគុណភាពម៉ាស៊ីន ការគ្រប់គ្រងដំណើរការ និងស្តង់ដារឧស្សាហកម្ម ក្រុមហ៊ុនជាច្រើនឥឡូវនេះកំពុងប្រើប្រាស់ការផលិតបន្ថែមសម្រាប់ផលិតកម្មខ្នាតតូច និងមធ្យម។ នេះអាចធ្វើទៅបាន ពីព្រោះបច្ចេកវិទ្យាទំនើបអាចផលិតគ្រឿងបន្លាស់ដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចខិតជិត ហើយក្នុងករណីខ្លះលើសពីដំណើរការធម្មតា ជាពិសេសបន្ទាប់ពីជំហានក្រោយដំណើរការដូចជាការព្យាបាលដោយកំដៅ និងការចុចអ៊ីសូស្តាទិចក្តៅ (HIP)។
លើសពីនេះ ទស្សនវិជ្ជារចនាក៏កំពុងផ្លាស់ប្តូរផងដែរ។ ឥឡូវនេះ អ្នករចនាកំពុងទទួលយកការរចនាសម្រាប់ការផលិតបន្ថែម (DfAM) ដែលជាវិធីសាស្រ្តរចនាដែលទាញយកអត្ថប្រយោជន៍ពីការបោះពុម្ព 3D៖ រចនាសម្ព័ន្ធទម្ងន់ស្រាល (បន្ទះឈើ) បណ្តាញខាងក្នុង រាងសរីរាង្គ និងការរួមបញ្ចូលផ្នែកច្រើនទៅជាសមាសធាតុតែមួយ។
2. បច្ចេកទេសចុងក្រោយបំផុត៖ ការលាយបញ្ចូលគ្នារវាងម្សៅ (PBF) ជាមួយនឹងភាពជាក់លាក់កាន់តែខ្ពស់
បច្ចេកទេសមួយក្នុងចំណោមបច្ចេកទេសដែលពេញនិយម និងកំពុងរីកចម្រើនបំផុតគឺ Powder Bed Fusion (PBF) ដោយប្រើឡាស៊ែរ ឬធ្នឹមអេឡិចត្រុង។
ក) ការរលាយឡាស៊ែរជ្រើសរើស (SLM) / ការលាយម្សៅឡាស៊ែរ (LPBF)
LPBF ដំណើរការដោយការលាបម្សៅលោហៈស្តើងមួយស្រទាប់លើវេទិកាមួយ បន្ទាប់មកឡាស៊ែរស្កេនតំបន់ជាក់លាក់មួយ ដើម្បីរលាយម្សៅទៅជារូបរាងដែលចង់បាន។ បច្ចេកទេស LPBF ចុងក្រោយបំផុតផ្តោតលើ៖
– ប្រព័ន្ធឡាស៊ែរច្រើន ពោលគឺការប្រើប្រាស់ឡាស៊ែរច្រើនក្នុងពេលតែមួយ ដើម្បីបង្កើនល្បឿនផលិតកម្ម។
– ការត្រួតពិនិត្យតាមពេលវេលាជាក់ស្តែង ដូចជាកាមេរ៉ាអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអុបទិក ដើម្បីរកឃើញកំហុសឆ្គងក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ។
– ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប៉ារ៉ាម៉ែត្រដោយផ្អែកលើ AI ដែលជួយរក្សាស្ថេរភាពគុណភាព និងកាត់បន្ថយ porosity។
LPBF ឥឡូវនេះត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់ការផលិតសមាសធាតុទីតានីញ៉ូមនៅក្នុងឧស្សាហកម្មវេជ្ជសាស្ត្រ (ការផ្សាំ) ក៏ដូចជាយ៉ាន់ស្ព័រនីកែលសម្រាប់ទួរប៊ីននៅក្នុងវិស័យថាមពល។
ខ) ការរលាយធ្នឹមអេឡិចត្រុង (EBM)
មិនដូច LPBF ទេ EBM ប្រើធ្នឹមអេឡិចត្រុងនៅក្នុងបន្ទប់សុញ្ញកាស។ គុណសម្បត្តិចុងក្រោយបំផុតរបស់ EBM គឺសមត្ថភាពរបស់វាក្នុងការបោះពុម្ពសម្ភារៈដែលមានប្រតិកម្មដូចជាទីតានីញ៉ូមជាមួយនឹងហានិភ័យទាបនៃអុកស៊ីតកម្ម និងផលិតសមាសធាតុដែលមានភាពតានតឹងសំណល់ទាប។ ការរីកចម្រើនថ្មីៗរួមមានការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពប្រសើរឡើងនៅក្នុងបន្ទប់បោះពុម្ព ដែលនាំឱ្យមានលទ្ធផលកាន់តែមានស្ថេរភាព និងសមស្របជាងមុនសម្រាប់សមាសធាតុទំហំធំ។
៣. ការដាក់ថាមពលដោយផ្ទាល់ (DED)៖ បច្ចេកទេសទំនើបសម្រាប់ជួសជុល និងលាបថ្នាំ
បច្ចេកទេសថ្មីមួយដែលប្រើប្រាស់កាន់តែខ្លាំងឡើងនៅក្នុងឧស្សាហកម្មធុនធ្ងន់គឺ ការដាក់បញ្ចូលថាមពលដោយផ្ទាល់ (DED)។ នៅក្នុងវិធីសាស្ត្រនេះ សម្ភារៈក្នុងទម្រង់ជាម្សៅលោហៈ ឬខ្សែត្រូវបានបង្ហូរទៅកាន់តំបន់ជាក់លាក់មួយ ហើយបន្ទាប់មករលាយដោយប្រើថាមពលដែលបានដឹកនាំដូចជាឡាស៊ែរ ប្លាស្មា ឬធ្នឹមអេឡិចត្រុង។
DED ពូកែខាង៖
– ជួសជុល និងផលិតឡើងវិញ ឧទាហរណ៍ ជួសជុលស្លាបទួរប៊ីន ផ្សិតឧស្សាហកម្ម ឬគ្រឿងបន្លាស់ថ្លៃៗដែលខូច។
– ការស្រោប/ថ្នាំស្រោប ដែលជាការបន្ថែមស្រទាប់សម្ភារៈពិសេសមួយដើម្បីបង្កើនភាពធន់នឹងការច្រេះ ឬការពាក់។
– ការផលិតបែប Hybrid ដោយរួមបញ្ចូលគ្នានូវ DED ជាមួយ CNC ក្នុងម៉ាស៊ីនតែមួយ ដើម្បីឱ្យគ្រឿងបន្លាស់អាចត្រូវបានបោះពុម្ព ហើយបន្ទាប់មកដំណើរការដោយផ្ទាល់យ៉ាងច្បាស់លាស់ដោយមិនចាំបាច់ផ្លាស់ទី។
បច្ចេកទេស DED ចុងក្រោយបំផុតប្រើប្រាស់ការគ្រប់គ្រងគន្លងដែលអាចសម្របខ្លួនបានកាន់តែច្រើន ដែលអនុញ្ញាតឱ្យកម្រាស់ស្រទាប់ត្រូវបានកែតម្រូវដោយស្វ័យប្រវត្តិដោយផ្អែកលើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាកម្ពស់ផ្ទៃ។
៤. ការចាក់សារធាតុចងភ្ជាប់៖ ជាជម្រើសដ៏រឹងមាំមួយសម្រាប់ការផលិតទ្រង់ទ្រាយធំ
ខណៈពេលដែល LPBF មានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ បច្ចេកទេស Binder Jetting គឺជាជម្រើសដ៏រឹងមាំមួយសម្រាប់ការផលិតបរិមាណច្រើន។ បច្ចេកទេសនេះមិនរលាយលោហៈដោយផ្ទាល់ទេ ប៉ុន្តែផ្ទុយទៅវិញ វាបាញ់សារធាតុចង (សារធាតុស្អិត) ទៅលើម្សៅលោហៈ ដើម្បីបង្កើតជា "ផ្នែកពណ៌បៃតង" ដែលបន្ទាប់មកឆ្លងកាត់ដំណើរការ sintering (កំដៅ) ដើម្បីរឹង។
លក្ខណៈពិសេសថ្មីៗដែលធ្វើឱ្យការបាញ់ថ្នាំចងក្រងមានប្រជាប្រិយភាពកាន់តែខ្លាំងឡើង៖
– ល្បឿនលឿន ពីព្រោះដំណើរការនេះស្រដៀងនឹងការបោះពុម្ពដោយប្រើម៉ាស៊ីន inkjet។
– ថ្លៃដើមទាបជាង ថាមពលដែលប្រើប្រាស់គឺតូចជាងដំណើរការរលាយឡាស៊ែរ។
– សមត្ថភាពធ្វើមាត្រដ្ឋាន សមរម្យសម្រាប់ឧស្សាហកម្មរថយន្តដែលត្រូវការគ្រឿងបន្លាស់តូចៗជាច្រើន។
បញ្ហាប្រឈមគឺការរួញតូចអំឡុងពេលដុត ប៉ុន្តែបច្ចេកទេសថ្មីៗពឹងផ្អែកលើការក្លែងធ្វើឌីជីថលដើម្បីព្យាករណ៍ពីការរួញតូច និងកែតម្រូវការរចនាតាំងពីដំបូង។
៥. សម្ភារៈថ្មីបំផុត៖ យ៉ាន់ស្ព័រពិសេស និងម្សៅដែលមានភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាជាងមុន
ការរីកចម្រើនក្នុងការបោះពុម្ព 3D លើលោហៈមានទំនាក់ទំនងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងការច្នៃប្រឌិតសម្ភារៈ។ ឥឡូវនេះ ក្រុមហ៊ុនផលិតសម្ភារៈកំពុងអភិវឌ្ឍម្សៅលោហៈដែលមានការចែកចាយទំហំឯកសណ្ឋានជាងមុន ដែលបណ្តាលឱ្យមានការកើនឡើងនៃលំហូរម្សៅ និងដង់ស៊ីតេស្រទាប់។
សម្ភារៈដែលកំពុងពេញនិយមកាន់តែខ្លាំងឡើងរួមមាន៖
– ទីតានីញ៉ូម (Ti-6Al-4V)៖ ត្រូវបានគេស្គាល់ថាមានទម្ងន់ស្រាល និងរឹងមាំ ដែលត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់ការផ្សាំ និងគ្រឿងបន្លាស់យន្តហោះ។
– យ៉ាន់ស្ព័រអ៊ីនកូណែល និងនីកែល៖ ធន់នឹងកម្ដៅខ្ពស់សម្រាប់ទួរប៊ីន។
– ដែកអ៊ីណុក 316L៖ អាចប្រើប្រាស់បានច្រើនយ៉ាងសម្រាប់ឧស្សាហកម្មទូទៅ និងវេជ្ជសាស្ត្រ។
– យ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមថ្មីមួយប្រភេទ ដែលស័ក្តិសមជាងសម្រាប់ការបោះពុម្ព 3D ពីព្រោះអាលុយមីញ៉ូមធម្មតាច្រើនតែប្រេះដោយសារកំដៅនៅពេលបោះពុម្ព។
បន្ថែមពីលើលោហធាតុសុទ្ធ និងយ៉ាន់ស្ព័រស្តង់ដារ និន្នាការថ្មីៗនេះគឺការអភិវឌ្ឍយ៉ាន់ស្ព័រជាក់លាក់ដែលមានសារធាតុបន្ថែម ដែលត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីឱ្យមានស្ថេរភាពក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការរលាយលឿន ដោយហេតុនេះកាត់បន្ថយការប្រេះ និងភាពพรุน។
៦. ការកែច្នៃក្រោយសម័យថ្មី៖ គន្លឹះនៃគុណភាពចុងក្រោយ
ទោះបីជាវាត្រូវបានគេហៅថា "ការបោះពុម្ព" ក៏ដោយ ដំណើរការនេះមិនឈប់នៅពេលដែលសមាសធាតុចាកចេញពីម៉ាស៊ីននោះទេ។ ការកែច្នៃក្រោយការផលិតគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ដំណើរការចុងក្រោយ។ បច្ចេកទេសចុងក្រោយបំផុតរួមមាន៖
– ការសង្កត់ដោយកម្តៅអ៊ីសូស្តាទិច (HIP) ដើម្បីកាត់បន្ថយរន្ធញើសខាងក្នុង និងបង្កើនកម្លាំងអស់កម្លាំង។
– ការព្យាបាលដោយកំដៅដែលបានកម្មវិធី ដើម្បីគ្រប់គ្រងមីក្រូរចនាសម្ព័ន្ធ និងកម្លាំង។
– ការបញ្ចប់ផ្ទៃដោយស្វ័យប្រវត្តិ រួមទាំងការបាញ់ថ្នាំ ការប៉ូលា និងការបញ្ចប់ដោយសារធាតុគីមី។
– ការបញ្ចប់ CNC ដើម្បីទទួលបានភាពអត់ធ្មត់ជាក់លាក់លើផ្ទៃជាក់លាក់។
រោងចក្រជាច្រើនឥឡូវនេះកំពុងទទួលយកដំណើរការការងាររួមបញ្ចូលគ្នា៖ ចាប់ពីការរចនា ការក្លែងធ្វើ ការបោះពុម្ព រហូតដល់ការបញ្ចប់ក្នុងប្រព័ន្ធផលិតកម្មឌីជីថលតែមួយ (រោងចក្រឆ្លាតវៃ)។
៧. និន្នាការថ្មីបំផុត៖ បច្ចេកវិទ្យាភ្លោះឌីជីថល និងការគ្រប់គ្រងដែលជំរុញដោយទិន្នន័យ
ការរីកចម្រើនដ៏ធំបំផុតមួយគឺការអនុវត្តបច្ចេកវិទ្យាកូនភ្លោះឌីជីថល — គំរូឌីជីថលដែលធ្វើត្រាប់តាមដំណើរការក្នុងពិភពពិត។ ជាមួយនឹងបច្ចេកវិទ្យាកូនភ្លោះឌីជីថល ក្រុមហ៊ុនអាច៖
– ក្លែងធ្វើការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយកម្ដៅមុនពេលបោះពុម្ព
- ព្យាករណ៍ពីហានិភ័យនៃកំហុសឆ្គង
– និងធ្វើឲ្យការតម្រង់ទិសបោះពុម្ពប្រសើរឡើង ដើម្បីកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ជំនួយ។
ដោយរួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាពេលវេលាជាក់ស្តែង ដំណើរការអាចដំណើរការដោយផ្អែកលើទិន្នន័យ។ ប្រព័ន្ធមួយចំនួនថែមទាំងអាចបញ្ឈប់ការបោះពុម្ព ឬកែតម្រូវប៉ារ៉ាម៉ែត្រ ប្រសិនបើភាពមិនប្រក្រតីត្រូវបានរកឃើញ។ នេះគឺជាជំហានដ៏សំខាន់មួយឆ្ពោះទៅរកការផលិតដែលមានភាពស៊ីសង្វាក់គ្នា និងមានវិញ្ញាបនបត្រ ជាពិសេសសម្រាប់ឧស្សាហកម្មដែលមានការគ្រប់គ្រងខ្ពស់ដូចជា អាកាសចរណ៍ និងវេជ្ជសាស្ត្រ។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
បច្ចេកវិទ្យាបោះពុម្ព 3D លើលោហៈបានវិវត្តពីឧបករណ៍គំរូដើមធម្មតាទៅជាវិធីសាស្ត្រផលិតកម្មដ៏ម៉ឺងម៉ាត់ និងប្រកួតប្រជែង។ បច្ចេកទេសថ្មីៗដូចជា LPBF ឡាស៊ែរច្រើនប្រភេទ, DED ចម្រុះ, ការបាញ់សារធាតុចងសម្រាប់ផលិតកម្មទ្រង់ទ្រាយធំ និងការអនុវត្តឌីជីថលភ្លោះ និងការត្រួតពិនិត្យពេលវេលាជាក់ស្តែង កំពុងពង្រីកសមត្ថភាពនៃដំណើរការលោហៈយ៉ាងខ្លាំង។ ការច្នៃប្រឌិតថ្មីក្នុងសម្ភារៈ និងដំណើរការក្រោយការផលិតក៏កំពុងធ្វើឱ្យការបោះពុម្ពកាន់តែរឹងមាំ កាន់តែច្បាស់លាស់ និងកាន់តែអាចទុកចិត្តបាន។ នៅពេលអនាគត ការផលិតបន្ថែមលោហៈត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងក្លាយជាឆ្អឹងខ្នងមួយនៃការផលិតទំនើប - មិនត្រឹមតែដោយសារតែភាពបត់បែននៃការរចនារបស់វាប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏ដោយសារតែប្រសិទ្ធភាពខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់ និងការសន្សំសំចៃសម្ភារៈសក្តានុពលផងដែរ។
ប្រសិនបើអ្នកចង់ ខ្ញុំអាចកែសម្រួលអត្ថបទនេះទៅជាកំណែបច្ចេកទេសបន្ថែមទៀត (ជាមួយនឹងឧទាហរណ៍នៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការ ប្រភេទម៉ាស៊ីន និងការសិក្សាករណីឧស្សាហកម្ម) ឬកំណែពេញនិយមសម្រាប់អ្នកអានទូទៅ។
