ដំណើរការនៃការផលិតគ្រឿងបន្លាស់ដែកដោយប្រើបច្ចេកទេសបោះពុម្ព 3D
ការអភិវឌ្ឍនៃការផលិតទំនើបបាននាំមកនូវការផ្លាស់ប្តូរដ៏សំខាន់នៅក្នុងវិធីដែលឧស្សាហកម្មរចនា និងផលិតគ្រឿងបន្លាស់។ ខណៈពេលដែលការផលិតគ្រឿងបន្លាស់ដែកធ្លាប់មានន័យដូចគ្នានឹងដំណើរការកែច្នៃ ការបោះ ឬការក្លែងបន្លំដែលតម្រូវឱ្យមានផ្សិត និងដំណាក់កាលវែងៗ ឥឡូវនេះបច្ចេកវិទ្យាបោះពុម្ព 3D (ការផលិតបន្ថែម) កំពុងក្លាយជាជម្រើសដ៏ចាស់ទុំកាន់តែខ្លាំងឡើង។ ការបោះពុម្ព 3D ដែកអនុញ្ញាតឱ្យមានការផលិតគ្រឿងបន្លាស់ស្មុគស្មាញពីលោហៈបន្តិចម្តងៗ ដែលផ្តល់នូវភាពបត់បែនក្នុងការរចនា ប្រសិទ្ធភាពសម្ភារៈ និងការធ្វើឡើងវិញយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ អត្ថបទនេះពិភាក្សាអំពីដំណើរការនៃការផលិតគ្រឿងបន្លាស់ដែកដោយប្រើបច្ចេកទេសបោះពុម្ព 3D ចាប់ពីដំណាក់កាលរចនារហូតដល់ការផលិតក្រោយ និងការគ្រប់គ្រងគុណភាព។
១. ការយល់ដឹង និងគោលការណ៍ជាមូលដ្ឋាននៃការបោះពុម្ព 3D លើលោហៈ
ការបោះពុម្ពលោហៈ 3D គឺជាវិធីសាស្ត្រផលិតបន្ថែមដែលបង្កើតវត្ថុដោយបន្ថែមស្រទាប់សម្ភារៈម្តងមួយៗដោយផ្អែកលើគំរូឌីជីថល។ មិនដូចដំណើរការដកដូចជា CNC ដែលយកសម្ភារៈចេញពីប្លុកលោហៈទេ ការបោះពុម្ព 3D ប្រើម្សៅលោហៈ ឬលួសផ្សំជាមួយប្រភពថាមពលដូចជាឡាស៊ែរ ធ្នឹមអេឡិចត្រុង ឬធ្នូអគ្គិសនី ដើម្បីបង្កើតធរណីមាត្រចុងក្រោយ។
គោលការណ៍ជាមូលដ្ឋានគឺសាមញ្ញ៖ គំរូមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងកម្មវិធីរចនា បន្ទាប់មកបំបែកជាស្រទាប់ស្តើងៗ (កាត់)។ បន្ទាប់មកម៉ាស៊ីនបោះពុម្ពស្រទាប់នីមួយៗតាមបណ្តោយផ្លូវដែលបានកំណត់ទុកជាមុនរហូតដល់ផ្នែកទាំងមូលត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ខណៈពេលដែលគោលគំនិតនេះអាចហាក់ដូចជាសាមញ្ញ ការបោះពុម្ពលោហៈ 3D តម្រូវឱ្យមានការគ្រប់គ្រងដំណើរការយ៉ាងតឹងរ៉ឹងដោយសារតែសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ សម្ភារៈប្រតិកម្ម និងតម្រូវការភាពជាក់លាក់ដែលពាក់ព័ន្ធ។
២. ដំណាក់កាលរចនា៖ ការរចនាសម្រាប់ការផលិតបន្ថែម (DfAM)
ដំណាក់កាលដំបូងគឺការរចនាសមាសធាតុនៅក្នុង CAD (ការរចនាជំនួយដោយកុំព្យូទ័រ)។ នេះជាកន្លែងដែលភាពខុសគ្នាដ៏សំខាន់ពីការផលិតបែបប្រពៃណីលេចចេញមក។ ការបោះពុម្ព 3D អនុញ្ញាតឱ្យមានរាងសរីរាង្គ ឆានែលខាងក្នុង រចនាសម្ព័ន្ធបន្ទះឈើ និងរចនាសម្ព័ន្ធដែលបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងសម្រាប់ទម្ងន់ស្រាល និងកម្លាំង។ ដូច្នេះ ការអនុវត្ត DfAM (ការរចនាសម្រាប់ការផលិតបន្ថែម) គឺមានសារៈសំខាន់។
ការពិចារណាលើការរចនាមួយចំនួនរួមមាន៖
– ទិសដៅបោះពុម្ព៖ កំណត់ទិសដៅនៃការបង្កើតស្រទាប់ ដែលប៉ះពាល់ដល់កម្លាំង ការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយ និងតម្រូវការទ្រទ្រង់។
– កម្រាស់ជញ្ជាំងអប្បបរមា៖ បច្ចេកវិទ្យានីមួយៗមានដែនកំណត់ជាក់លាក់ ដូច្នេះផ្នែកមិនផុយស្រួយ ឬបរាជ័យក្នុងការបង្កើត។
– ផ្នែកដែលលេចចេញ និងផ្នែកទ្រទ្រង់៖ ផ្នែកដែលលេចចេញជាធម្មតាត្រូវការផ្នែកទ្រទ្រង់ ដើម្បីការពារកុំឲ្យវាដួលរលំក្នុងដំណើរការ។
– ការអត់ធ្មត់ និងការអនុញ្ញាតសម្រាប់ការបញ្ចប់៖ គ្រឿងបន្លាស់ជារឿយៗត្រូវការការកែច្នៃ ឬការប៉ូលាបន្ទាប់ពីការផលិតផ្សិត។
បន្ទាប់ពីការរចនាចុងក្រោយ ឯកសារជាទូទៅត្រូវបាននាំចេញទៅជាទម្រង់ STL ឬ 3MF សម្រាប់ដំណើរការទៅដំណាក់កាលបន្ទាប់។
៣. ការរៀបចំទិន្នន័យ៖ ការបែងចែក និងការកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការ
បន្ទាប់មក ឯកសារ 3D ត្រូវបានដំណើរការជាមួយកម្មវិធីកាត់។ នៅដំណាក់កាលនេះ គំរូត្រូវបានបម្លែងទៅជាស្រទាប់ដែលមានកម្រាស់ជាក់លាក់មួយ (ឧទាហរណ៍ 20–60 មីក្រូនសម្រាប់ដំណើរការដែលមានមូលដ្ឋានលើម្សៅ)។ លើសពីនេះ ប្រតិបត្តិករកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ៗដូចជា៖
- ថាមពលឡាស៊ែរ/ធ្នឹម
- ល្បឿនស្កេន,
- ចម្ងាយរវាងគន្លងផ្លូវ (ចន្លោះប្រហោង)
- យុទ្ធសាស្ត្រស្កេន
- កម្រាស់ស្រទាប់;
- ការគាំទ្រការរចនា។
ប៉ារ៉ាម៉ែត្រទាំងនេះប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ទៅលើដង់ស៊ីតេសម្ភារៈ គុណភាពផ្ទៃ ល្បឿនផលិតកម្ម និងហានិភ័យនៃពិការភាពដូចជាភាពរលុង និងការប្រេះ។ ចំពោះសមាសធាតុសំខាន់ៗ (ឧទាហរណ៍ អាកាសចរណ៍ ឬវេជ្ជសាស្ត្រ) ប៉ារ៉ាម៉ែត្រទាំងនេះជាធម្មតាអនុវត្តតាមនីតិវិធីដែលមានសុពលភាព និងស្តង់ដារឧស្សាហកម្ម។
៤. ការជ្រើសរើសសម្ភារៈ៖ ម្សៅដែក ឬលួស
សម្ភារៈដែលប្រើអាស្រ័យលើបច្ចេកវិទ្យាបោះពុម្ព។ ទម្រង់សម្ភារៈពីរប្រភេទដែលពេញនិយមបំផុតគឺ៖
១. ម្សៅលោហៈ៖ ប្រើប្រាស់ក្នុងដំណើរការដូចជា SLM/DMLS (Selective Laser Melting/Direct Metal Laser Sintering) និង EBM (Electron Beam Melting)។ ម្សៅត្រូវតែមានទំហំភាគល្អិតដែលគ្រប់គ្រងបាន ការចែកចាយល្អ និងកម្រិតអុកស៊ីសែនទាប ដើម្បីសម្រេចបានលទ្ធផលល្អបំផុត។
២. ខ្សែដែក៖ ត្រូវបានប្រើក្នុងដំណើរការដូចជា WAAM (ការផលិតបន្ថែមខ្សែ) ដែលប្រើធ្នូអគ្គិសនី។ វិធីសាស្ត្រនេះគឺសមរម្យសម្រាប់សមាសធាតុធំៗដោយសារតែអត្រាដាក់ខ្ពស់របស់វា ប៉ុន្តែជាធម្មតាតម្រូវឱ្យមានការបញ្ចប់ដែលពឹងផ្អែកខ្លាំងជាង។
សម្ភារៈពេញនិយមក្នុងការបោះពុម្ព 3D លោហៈរួមមានដែកអ៊ីណុក ទីតានីញ៉ូម (Ti-6Al-4V) អាលុយមីញ៉ូម អ៊ីនកូណែល កូបាល់-ក្រូម និងដែកថែបឧបករណ៍។
៥. ដំណើរការបោះពុម្ព៖ បច្ចេកវិទ្យាបោះពុម្ព 3D លោហៈទូទៅ
មានបច្ចេកវិទ្យាសំខាន់ៗជាច្រើនដែលប្រើសម្រាប់ផលិតគ្រឿងបន្លាស់ដែក៖
ក. ការលាយបញ្ចូលគ្នារវាងម្សៅគ្រែ (PBF)
វិធីសាស្ត្រនេះត្រូវបានគេស្គាល់ថាល្អបំផុតសម្រាប់សមាសធាតុដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់។ ម៉ាស៊ីននេះលាបម្សៅស្រទាប់ស្តើងមួយលើបន្ទះសាងសង់ បន្ទាប់មកឡាស៊ែរ ឬធ្នឹមអេឡិចត្រុងរលាយម្សៅទៅតាមលំនាំស្រទាប់។ ដំណើរការនេះធ្វើម្តងទៀតរហូតដល់ផ្នែកត្រូវបានបង្កើតឡើង។
គុណសម្បត្តិរបស់ PBF គឺភាពលម្អិតខ្ពស់ និងសមត្ថភាពក្នុងការបង្កើតធរណីមាត្រស្មុគស្មាញ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទំហំរបស់វាត្រូវបានកំណត់ដោយបរិមាណនៃទំហំបោះពុម្ព ហើយថ្លៃម៉ាស៊ីន និងសម្ភារៈមានទំនោរខ្ពស់។
ខ. ការបញ្ចេញថាមពលដោយផ្ទាល់ (DED)
DED រលាយសម្ភារៈ (ម្សៅ ឬលួស) នៅពេលដែលវាត្រូវបានចាក់ចូលតាមរយៈក្បាលបាញ់ ជាធម្មតាដោយមានជំនួយពីឡាស៊ែរ ឬធ្នូអគ្គិសនី។ បច្ចេកវិទ្យានេះត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់សម្រាប់ការជួសជុលសមាសធាតុ ការបន្ថែមលក្ខណៈពិសេស ឬការផលិតគ្រឿងបន្លាស់ធំៗ។
គុណសម្បត្តិគឺភាពបត់បែន និងអត្រាបន្ថែមសម្ភារៈយ៉ាងរហ័ស ប៉ុន្តែគុណភាពបង្ហាញលម្អិត និងគុណភាពផ្ទៃជាធម្មតាទាបជាង PBF។
គ. ការចាក់សារធាតុចងភ្ជាប់
ក្នុងការបាញ់សារធាតុចងភ្ជាប់ ម្សៅលោហៈត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយសារធាតុចងភ្ជាប់ ដើម្បីបង្កើតជា "ផ្នែកពណ៌បៃតង" ដែលបន្ទាប់មកឆ្លងកាត់ដំណើរការបំបែក និងដុតដើម្បីរឹង។ វិធីសាស្ត្រនេះអាចលឿនជាង និងសមស្របសម្រាប់ការផលិតទ្រង់ទ្រាយធំ ប៉ុន្តែការរួញតូចអំឡុងពេលដុតត្រូវតែព្យាករណ៍បានត្រឹមត្រូវ។
៦. ការកែច្នៃក្រោយការផលិត៖ ពីគ្រឿងបន្លាស់ឆៅរហូតដល់គ្រឿងបន្លាស់ដែលត្រៀមរួចជាស្រេចសម្រាប់ប្រើប្រាស់
ការបោះពុម្ព 3D ពីលោហៈជាទូទៅមិនទាន់រួចរាល់សម្រាប់ការប្រើប្រាស់ភ្លាមៗនោះទេ។ ការកែច្នៃឡើងវិញស្ទើរតែចាំបាច់ជានិច្ច ជាពិសេសសម្រាប់សមាសធាតុដែលតម្រូវឱ្យមានការអត់ធ្មត់ជាក់លាក់ និងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច។
ដំណាក់កាលកែច្នៃក្រោយការកែច្នៃទូទៅរួមមាន៖
– ការដកចេញពីបន្ទះសាងសង់៖ ជាធម្មតាដោយប្រើ EDM កាត់ខ្សែ ឬការកាត់ដោយមេកានិច។
– ការដកចេញនូវទ្រនាប់៖ ទ្រនាប់ត្រូវបានកាត់ ឬកិន បន្ទាប់មកផ្ទៃត្រូវបានធ្វើឲ្យរលោង។
– ការព្យាបាលដោយកំដៅ៖ ដូចជាការបំបាត់ភាពតានតឹង ដើម្បីកាត់បន្ថយភាពតានតឹងដែលនៅសេសសល់ និងការពារការខូចទ្រង់ទ្រាយ។ ចំពោះវត្ថុធាតុដើមមួយចំនួន ការព្យាបាលដោយដំណោះស្រាយ និងការធ្វើឱ្យចាស់ត្រូវបានអនុវត្ត។
– ការចុចដោយប្រើកម្ដៅអ៊ីសូស្តាទិច (HIP)៖ បង្កើនដង់ស៊ីតេ និងកាត់បន្ថយរន្ធតូចៗ ដែលសំខាន់សម្រាប់កម្មវិធីសំខាន់ៗ។
- ការបញ្ចប់ផ្ទៃ៖ ការបាញ់ខ្សាច់ ការប៉ូលា ការបាញ់ថ្នាំ ឬការលាបថ្នាំ។
– ការកែច្នៃចុងក្រោយ៖ ដើម្បីសម្រេចបាននូវភាពអត់ធ្មត់តឹងរ៉ឹងលើរន្ធ ប្លង់យោង ឬខ្សែស្រឡាយ។
ការកែច្នៃក្រោយពេលផលិត ជារឿយៗជាកត្តាកំណត់មួយនៅក្នុងការចំណាយសរុប ដូច្នេះការធ្វើផែនការចាប់ពីដំណាក់កាលរចនាគឺមានសារៈសំខាន់។
៧. ការគ្រប់គ្រងគុណភាព និងអធិការកិច្ច
ដោយសារតែការបោះពុម្ពលោហៈ 3D ត្រូវបានប្រើលើសមាសធាតុដែលមានតម្លៃខ្ពស់ ការគ្រប់គ្រងគុណភាពក្លាយជាផ្នែកសំខាន់មួយ។ វិធីសាស្ត្រត្រួតពិនិត្យអាចរួមមាន៖
– ការធ្វើតេស្តវិមាត្រ៖ CMM (ម៉ាស៊ីនវាស់សំរបសំរួល) ឬការស្កេន 3D។
– ការធ្វើតេស្តមិនបំផ្លាញ (NDT)៖ ការស្កេន CT កាំរស្មីអ៊ិច សារធាតុជ្រៀតចូលពណ៌ និងអ៊ុលត្រាសោន ដើម្បីរកឃើញស្នាមប្រេះខាងក្នុង ឬរន្ធ។
– ការធ្វើតេស្តមេកានិច៖ កម្លាំងទាញ ភាពរឹង ផលប៉ះពាល់ និងភាពអស់កម្លាំង ដើម្បីធានាថាលក្ខណៈសម្បត្តិបំពេញតាមលក្ខណៈបច្ចេកទេស។
– ការត្រួតពិនិត្យដំណើរការ៖ ម៉ាស៊ីនមួយចំនួនប្រើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអាងរលាយ កាមេរ៉ា និងការកត់ត្រាទិន្នន័យ ដើម្បីធានាបាននូវស្ថេរភាពដំណើរការ។
នៅក្នុងឧស្សាហកម្មមួយចំនួន ឯកសារសម្ភារៈ និងការតាមដានក៏ចាំបាច់ផងដែរ រួមទាំងបាច់ម្សៅ ប៉ារ៉ាម៉ែត្របោះពុម្ព និងជំហានក្រោយដំណើរការ។
៨. គុណសម្បត្តិ និងបញ្ហាប្រឈមក្នុងការផលិតគ្រឿងបន្លាស់ដែក
ការបោះពុម្ព 3D លើលោហៈផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិសំខាន់ៗដូចជា៖
- ការរចនាស្មុគស្មាញដោយមិនគិតថ្លៃផ្សិត
- ការកាត់បន្ថយទម្ងន់សមាសធាតុ (ទម្ងន់ស្រាល),
– ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពរចនាសម្ព័ន្ធខាងក្នុង
– ការបង្កើតគំរូដើមលឿនជាងមុន និងការផលិតបរិមាណតិច
- ប្រសិទ្ធភាពសម្ភារៈសម្រាប់រូបរាងដែលបានផ្តល់ឱ្យ។
ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ បញ្ហាប្រឈមក៏ជាការពិតផងដែរ៖
- ថ្លៃដើមខ្ពស់នៃម៉ាស៊ីន និងសម្ភារៈ;
– តម្រូវការក្រោយការកែច្នៃសំខាន់ៗ
- ការគ្រប់គ្រងគុណភាពស្មុគស្មាញ
– ដែនកំណត់ទំហំលើបច្ចេកវិទ្យាមួយចំនួន
- ហានិភ័យនៃការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយ និងភាពតានតឹងដែលនៅសេសសល់។
ដូច្នេះ ការជ្រើសរើសបច្ចេកវិទ្យាត្រូវតែគិតគូរពីតម្រូវការកម្មវិធី បរិមាណផលិតកម្ម និងគោលដៅថ្លៃដើម។
Penutup
ដំណើរការនៃការផលិតគ្រឿងបន្លាស់ដែកដោយប្រើបច្ចេកទេសបោះពុម្ព 3D មិនមែនគ្រាន់តែជា "ការបោះពុម្ពពីឯកសារ" នោះទេ ប៉ុន្តែជាស៊េរីនៃដំណាក់កាលរួមបញ្ចូលគ្នា៖ ការរចនាតាមតម្រូវការសម្រាប់ការផលិតបន្ថែម ការកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ និងសម្ភារៈ ដំណើរការបោះពុម្ពដែលបានគ្រប់គ្រង ការកែច្នៃក្រោយការផលិតដើម្បីកែលម្អលក្ខណៈសម្បត្តិ និងភាពត្រឹមត្រូវនៃសម្ភារៈ និងការត្រួតពិនិត្យគុណភាពយ៉ាងតឹងរ៉ឹង។ ជាមួយនឹងការអនុវត្តត្រឹមត្រូវ ការបោះពុម្ព 3D ដែកអាចផលិតគ្រឿងបន្លាស់ដែលមានដំណើរការខ្ពស់ដែលពិបាក ឬថ្លៃក្នុងការផលិតដោយប្រើវិធីសាស្ត្រធម្មតា។ ចាប់ពីពេលនេះតទៅ បច្ចេកវិទ្យានេះត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយកាន់តែខ្លាំងឡើង ជាពិសេសនៅក្នុងវិស័យអាកាសចរណ៍ យានយន្ត វេជ្ជសាស្ត្រ ថាមពល និងវិស័យផលិតកម្មដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ ដែលទាមទារការច្នៃប្រឌិតរចនា និងប្រសិទ្ធភាពផលិតកម្ម។
