אחד מאתגרי הדיוק של טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת
אחד היתרונות העיקריים של טכנולוגיות הדפסת תלת מימד מתכת הוא הדיוק הרב שלה. הדיוק שלו תיאורטית יכול להיות 0.01 מילימטר או אפילו טוב יותר. בשימושים מעשיים, לעומת זאת, דיוק הממדים הכללי הוא בטווח של ± 0.1mm/100mm, עם מגבלה של ± 0.05mm; הדיוק של ציוד מיינסטרים נשלט לעתים קרובות בטווח של 0.05 מילימטרים. למרות שמידת הדיוק הזו כבר ממש גבוהה, במצבי יישומים מסוימים עדיין נדרש דיוק רב יותר כדי לעמוד בקריטריונים של עיצוב.
יציבות הלייזר, מהירות הסריקה, עובי שכבת האבקה וכו' משפיעים על הדיוק של ציוד הדפסת תלת מימד מתכת בין שאר האלמנטים. האינטראקציה בין האלמנטים הללו מאתגרת להעלות את דיוק הציוד הכללי עוד יותר.
ההשפעה של מאפיינים מכניים: המאפיינים התרמיים והפיזיקליים של חומרי מתכת שונים שונים מאוד; גורמים אלה כוללים נקודת התכה ומקדם התפשטות תרמית, אשר עשויים להשפיע על הדיוק לאורך תהליך ההדפסה. לדוגמה, חומרים מסוימים מועדים ללחץ תרמי במהלך תהליך ההיתוך, הגורם לעיוות או שבר של רכיבים.
פרמטרי תהליך מרובים - כולל כוח לייזר, מהירות סריקה, עובי שכבה, גודל חלקיקי אבקה וכו' - משמשים בהדפסת מתכת תלת מימדית. בקרת דיוק תלויה באופטימיזציה של מאפיינים אלה; אף על פי כן, בפעולה בפועל זה לפעמים מאתגר לזהות את התמהיל האידיאלי, ולכן יש שינויים בדייקנות.
לא רק הדיוק חשוב לאיכות של רכיבי מתכת מודפסים בתלת-ממד, אלא גם מספר גורמים אחרים כולל איכות פני השטח, פגמים פנימיים, מאפיינים מכניים. בקרת האיכות של אזורים אלה מציבה גם קשיים נוספים.
בקרת איכות פני השטח: שינויים בעובי שכבת האבקה, נתיב סריקת לייזר וטכנולוגיות שלאחר עיבוד משפיעים כולם על איכות פני השטח של חלקי מתכת מודפסים בתלת מימד. השפעות ישירות על המראה והביצועים של הרכיב הן חספוס פני השטח, גליות ואינדיקטורים אחרים.
רכיבי מתכת מודפסים בתלת מימד עלולים להכיל פגמים פנימיים לרבות שברים, תכלילים ונקבוביות הפוגעים ברצינות במאפיינים המכניים ובחיי השירות של הרכיבים. טכניקות בדיקה לא הרסניות קונבנציונליות כולל בדיקות רנטגן, בדיקות אולטרסאונד וכו' מוצאות קושי ודיוק נמוך בזיהוי הצורות הגיאומטריות המורכבות והמבנים הפנימיים של רכיבי מתכת מודפסים בתלת מימד. זיהוי מיקרו CT הוא יקר ויש לו הגבלות מסוימות על גודל הרכיבים והחומרים גם אם יש לו רזולוציה ויכולת זיהוי מעולים.
בקרת ביצועים מכנית מתייחסת לאלמנטים שונים משפיעים על האיכויות המכניות של רכיבי מתכת מודפסים בתלת מימד: כיוון הדפסה, טכניקת טיפול בחום והרכב החומרים. כיוונים שונים של איכויות מכניות עלולים לגרום לכשל ברכיבים במהלך הפעולה. יתר על כן, חשובים ביותר עבור מאפיינים מכניים הם הבחירה והאופטימיזציה של טכניקות טיפול בחום; אבל, בפעולות מעשיות זה לפעמים מאתגר לווסת במדויק.
ניתן למצוא פתרונות לבעיות הדיוק ובקרת האיכות של טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת בתחומים הבאים:
ייעול ועדכון ציוד: ניתן להעלות את הדיוק הכללי של הציוד באמצעות יציבות טובה יותר של הלייזר, מהירות סריקה מהירה יותר, עובי שכבת אבקה אופטימלית וגורמים נוספים. הכנסה בו-זמנית של מערכות בקרה וחיישנים מודרניים שואפת לספק ניטור בזמן אמת ובקרת משוב של תהליך ההדפסה.
מחקר על חומרים ובחירה: צור חומרי מתכת חדשים כדי לספק מצבי יישום שונים על ידי בעלי מאפיינים תרמופיזיים והדפסה יוצאי דופן. במקביל לכך, יש לבצע חקירה יסודית של חומרים נוכחיים כדי להבין את התנהגותם לאורך תהליך ההדפסה, ולכן מציעה מסגרת תיאורטית לאופטימיזציה של פרמטרי תהליך.
סטנדרטיזציה ואופטימיזציה של פרמטרי תהליך: באמצעות מחקר ניסיוני מקיף וניתוח נתונים, זהה את התמהיל האידיאלי של גורמי תהליך והפק מפרטי תהליך הדפסה סטנדרטיים. זה עוזר למזער שינויים בדיוק ובאיכות ובכך לשפר את העקביות והאמינות של הרכיבים.
טכנולוגיית בדיקה לא הרסנית: חדשנות ושיפור צור אסטרטגיות וגישות בדיקה חדשניות לא הרסניות לצורות הגיאומטריות המורכבות ושלמות המבנית הפנימית של עצמים מודפסים תלת מימד מתכתיים. לפתח ציוד וכלי בדיקה קוליים המתאימים לרכיבי מתכת מודפסים בתלת מימד; השתמש באלגוריתמים רבי עוצמה לעיבוד תמונה ובטכנולוגיית בינה מלאכותית כדי להגביר את הדיוק והיעילות של זיהוי Micro CT.
חיזוי ובקרה של מאפיינים מכניים: הקמת מודל חיזוי ביצועים מכאני עבור רכיבי מתכת מודפסים בתלת מימד מאפשרת שליטה בכיוון ההדפסה, תהליך טיפול בחום, אופטימיזציה ובקרה של פרמטרים אחרים. במקביל להקדמה זו של טכניקות וציוד לבדיקת ביצועים מכניים מתוחכמות, מתבצעת הערכה וניתוח יסודיים של ביצועים מכניים של רכיבים.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-robotic-gripper.html