Teknolojia ya utengenezaji wa viongezeo vya leza (AM), pamoja na faida zake za usahihi wa juu wa utengenezaji, unyumbufu mkubwa, na kiwango cha juu cha otomatiki, hutumika sana katika utengenezaji wa vipengele muhimu katika nyanja kama vile magari, matibabu, anga za juu, n.k. (kama vile nozeli za mafuta ya roketi, mabano ya antena za setilaiti, vipandikizi vya binadamu, n.k.). Teknolojia hii inaweza kuboresha sana utendaji mchanganyiko wa sehemu zilizochapishwa kupitia utengenezaji jumuishi wa muundo na utendaji wa nyenzo. Kwa sasa, teknolojia ya utengenezaji wa viongezeo vya leza kwa ujumla hutumia boriti ya Gaussian iliyolenga yenye usambazaji wa nishati katikati ya juu na makali ya chini. Hata hivyo, mara nyingi hutoa miteremko ya juu ya joto katika kuyeyuka, na kusababisha uundaji unaofuata wa vinyweleo na chembe kubwa. Teknolojia ya uundaji wa boriti ni njia mpya ya kutatua tatizo hili, ambayo inaboresha ufanisi na ubora wa uchapishaji kwa kurekebisha usambazaji wa nishati ya boriti ya leza.
Ikilinganishwa na utengenezaji wa jadi wa kutoa na utengenezaji sawa, teknolojia ya utengenezaji wa viambato vya chuma ina faida kama vile muda mfupi wa utengenezaji, usahihi wa juu wa usindikaji, kiwango cha juu cha matumizi ya nyenzo, na utendaji mzuri wa jumla wa sehemu. Kwa hivyo, teknolojia ya utengenezaji wa viambato vya chuma hutumika sana katika tasnia kama vile anga za juu, silaha na vifaa, nguvu ya nyuklia, dawa za kibiolojia, na magari. Kwa kuzingatia kanuni ya upangaji tofauti, utengenezaji wa viambato vya chuma hutumia chanzo cha nishati (kama vile leza, arc, au boriti ya elektroni) kuyeyusha unga au waya, na kisha kuzirundika safu kwa safu ili kutengeneza sehemu inayolengwa. Teknolojia hii ina faida kubwa katika kutengeneza vikundi vidogo, miundo tata, au sehemu za kibinafsi. Vifaa ambavyo haviwezi kuwa au ni vigumu kusindika kwa kutumia mbinu za kitamaduni pia vinafaa kwa maandalizi kwa kutumia mbinu za utengenezaji wa viambato. Kwa sababu ya faida zilizo hapo juu, teknolojia ya utengenezaji wa viambato imevutia umakini mkubwa kutoka kwa wasomi wa ndani na kimataifa. Katika miongo michache iliyopita, teknolojia ya utengenezaji wa viambato imepiga hatua za haraka. Kwa sababu ya otomatiki na unyumbufu wa vifaa vya utengenezaji wa viambato vya leza, pamoja na faida kamili za msongamano mkubwa wa nishati ya leza na usahihi mkubwa wa usindikaji, teknolojia ya utengenezaji wa viambato vya leza imeendeleza teknolojia ya haraka zaidi kati ya teknolojia tatu za utengenezaji wa viambato vya chuma zilizotajwa hapo juu.
Teknolojia ya utengenezaji wa viongezeo vya chuma cha leza inaweza kugawanywa zaidi katika LPBF na DED. Mchoro 1 unaonyesha mchoro wa kawaida wa kielelezo wa michakato ya LPBF na DED. Mchakato wa LPBF, unaojulikana pia kama Kuyeyuka kwa Laser Teule (SLM), unaweza kutengeneza vipengele tata vya chuma kwa kuchanganua mihimili ya leza yenye nishati nyingi kando ya njia iliyowekwa kwenye uso wa kitanda cha unga. Kisha, unga huyeyuka na kuganda safu kwa safu. Mchakato wa DED unajumuisha zaidi michakato miwili ya uchapishaji: uwekaji wa kuyeyuka kwa leza na utengenezaji wa viongezeo vya kulisha waya wa leza. Teknolojia hizi zote mbili zinaweza kutengeneza na kutengeneza moja kwa moja sehemu za chuma kwa kulisha unga au waya wa chuma kwa njia ya kusawazisha. Ikilinganishwa na LPBF, DED ina tija kubwa na eneo kubwa la utengenezaji. Kwa kuongezea, njia hii inaweza pia kuandaa kwa urahisi vifaa vya mchanganyiko na vifaa vilivyopangwa kwa kiwango cha utendaji. Hata hivyo, ubora wa uso wa sehemu zilizochapishwa na DED huwa duni kila wakati, na usindikaji unaofuata unahitajika ili kuboresha usahihi wa vipimo vya sehemu inayolengwa.
Katika mchakato wa sasa wa utengenezaji wa viongeza vya leza, boriti ya Gaussian iliyolengwa kwa kawaida huwa chanzo cha nishati. Hata hivyo, kutokana na usambazaji wake wa kipekee wa nishati (kitovu cha juu, ukingo wa chini), kuna uwezekano wa kusababisha miteremko ya juu ya joto na kutokuwa na utulivu wa bwawa la kuyeyuka. Na kusababisha ubora duni wa sehemu zilizochapishwa. Kwa kuongezea, ikiwa halijoto ya katikati ya bwawa lililoyeyuka ni kubwa sana, itasababisha vipengele vya chuma vya kiwango cha chini cha kuyeyuka kuyeyuka, na kuzidisha kutokuwa na utulivu wa mchakato wa LPFF. Kwa hivyo, pamoja na ongezeko la unyeti, sifa za mitambo na maisha ya uchovu wa sehemu zilizochapishwa hupunguzwa sana. Usambazaji usio sawa wa nishati wa mihimili ya Gaussian pia husababisha ufanisi mdogo wa matumizi ya nishati ya leza na upotevu mwingi wa nishati. Ili kufikia ubora bora wa uchapishaji, wasomi wameanza kuchunguza kufidia kasoro za mihimili ya Gaussian kwa kurekebisha vigezo vya mchakato kama vile nguvu ya leza, kasi ya kuchanganua, unene wa safu ya unga, na mkakati wa kuchanganua, ili kudhibiti uwezekano wa kuingiza nishati. Kutokana na dirisha nyembamba sana la usindikaji wa njia hii, mapungufu ya kimwili yaliyowekwa hupunguza uwezekano wa uboreshaji zaidi. Kwa mfano, kuongeza nguvu ya leza na kasi ya kuchanganua kunaweza kufikia ufanisi mkubwa wa utengenezaji, lakini mara nyingi huja kwa gharama ya kupunguza ubora wa uchapishaji. Katika miaka ya hivi karibuni, kubadilisha usambazaji wa nishati ya leza kupitia mikakati ya uundaji wa boriti kunaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa ufanisi wa utengenezaji na ubora wa uchapishaji, ambayo inaweza kuwa mwelekeo wa maendeleo ya baadaye wa teknolojia ya utengenezaji wa viongezeo vya leza. Teknolojia ya uundaji wa boriti kwa ujumla inarejelea kurekebisha usambazaji wa mbele wa boriti ya ingizo ili kupata usambazaji wa nguvu unaohitajika na sifa za uenezaji. Matumizi ya teknolojia ya uundaji wa boriti katika teknolojia ya utengenezaji wa viongezeo vya chuma yanaonyeshwa kwenye Mchoro 2.
Matumizi ya teknolojia ya uundaji wa boriti katika utengenezaji wa nyongeza za leza
Mapungufu ya uchapishaji wa boriti ya jadi ya Gaussian
Katika teknolojia ya utengenezaji wa viongezeo vya leza ya chuma, usambazaji wa nishati wa boriti ya leza una athari kubwa kwa ubora wa sehemu zilizochapishwa. Ingawa mihimili ya Gaussian imetumika sana katika vifaa vya utengenezaji wa viongezeo vya leza ya chuma, inakabiliwa na mapungufu makubwa kama vile ubora usio imara wa uchapishaji, matumizi ya chini ya nishati, na madirisha nyembamba ya mchakato katika mchakato wa utengenezaji wa viongezeo. Miongoni mwao, mchakato wa kuyeyuka kwa unga na mienendo ya bwawa lililoyeyuka wakati wa mchakato wa viongezeo vya leza ya chuma vinahusiana kwa karibu na unene wa safu ya unga. Kutokana na uwepo wa maeneo ya kunyunyizia unga na mmomonyoko, unene halisi wa safu ya unga ni mkubwa kuliko matarajio ya kinadharia. Pili, safu ya mvuke ilisababisha matone makuu ya ndege ya nyuma. Mvuke wa chuma hugongana na ukuta wa nyuma na kuunda matone, ambayo hunyunyiziwa kando ya ukuta wa mbele kwa njia iliyonyooka kwenye eneo lililopinda la bwawa lililoyeyuka (kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3). Kutokana na mwingiliano tata kati ya boriti ya leza na matone, matone yaliyotolewa yanaweza kuathiri vibaya ubora wa uchapishaji wa tabaka zinazofuata za unga. Kwa kuongezea, uundaji wa funguo za ufunguo katika bwawa lililoyeyuka pia huathiri vibaya ubora wa sehemu zilizochapishwa. Vinyweleo vya ndani vya kipande kilichochapishwa husababishwa zaidi na mashimo yasiyo imara ya kufunga.
Utaratibu wa uundaji wa kasoro katika teknolojia ya uundaji wa boriti
Teknolojia ya uundaji wa boriti inaweza kufikia uboreshaji wa utendaji katika vipimo vingi kwa wakati mmoja, ambayo ni tofauti na mihimili ya Gaussian ambayo huboresha utendaji katika kipimo kimoja kwa gharama ya kutoa kafara vipimo vingine. Teknolojia ya uundaji wa boriti inaweza kurekebisha kwa usahihi usambazaji wa halijoto na sifa za mtiririko wa bwawa la kuyeyuka. Kwa kudhibiti usambazaji wa nishati ya leza, bwawa la kuyeyuka lenye utulivu kiasi lenye mteremko mdogo wa halijoto hupatikana. Usambazaji sahihi wa nishati ya leza ni muhimu kwa kukandamiza unyeyushaji na kasoro za matone, na kuboresha ubora wa uchapishaji wa leza kwenye sehemu za chuma. Inaweza kufikia maboresho mbalimbali katika ufanisi wa uzalishaji na matumizi ya unga. Wakati huo huo, teknolojia ya uundaji wa boriti hutupatia mikakati zaidi ya usindikaji, na hivyo kukomboa uhuru wa muundo wa michakato, ambayo ni maendeleo ya mapinduzi katika teknolojia ya utengenezaji wa viongeza vya leza.
Muda wa chapisho: Februari-28-2024
