ራሳቸውን የሚደግሙ አታሚዎች ከኮምፒዩተር ሥዕሎች ዕቃዎችን ይፈጥራሉ? ሳይንሳዊ ልብወለድ አይደለም፣ ነገር ግን የማኑፋክቸሪንግ ለውጥ ለማድረግ የተቀናበረ እውነታ ነው።
ባታስቡም 1986 ዓ.ም ወሳኝ አመት ነበር። የለንደን የአክሲዮን ልውውጥ ቁጥጥር ስለ ገንዘብ ያለንን አመለካከት ለውጦታል; ቼርኖቤል ስለ ኑክሌር ኃይል ያለንን አመለካከት ለውጦታል; ቶፕ ጉን ስለ ፊልም ማጀቢያዎች ያለንን አስተሳሰብ ቀይሮታል፣ እና በጥንቃቄ ለሚከታተሉት፣ ቹክ ሃል የሚባል አሜሪካዊ ጨዋ ሰው ስለማምረቻው የምናስበውን መንገድ ለውጦታል።
ያ አመት በማርች 11 (ምናልባትም በተለምዶ ሮም ከተመሠረተ አንድ ሚሊዮን ቀናት ሊሆን ይችላል) ሃል በአሜሪካ የፓተንት ቁጥር 4, 575, 330 ተሰጥቷል: 'ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ነገሮች በStereolithography' ለማምረት። እና ስለዚህ 3D አታሚው ተወለደ።
'ሁሉንም ነገር የጀመረው ቹክ ሃል ነበር ሲል በ3D ማተሚያ ድርጅት 3ቲ አርፒዲ የሽያጭ ስራ አስኪያጅ ፊል ኪልበርን ተናግሯል። በዚያን ጊዜ ለዜሮክስ ይሠራ ነበር, እና ጠንካራ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ሞዴል ለመፍጠር ቀለሞችን በላያቸው ላይ የመደርደር ሀሳብ አመጣ. ይህንን ሂደት ወስዶ የመጀመሪያውን 3D ማተሚያ ድርጅት 3D ሲስተምስ ጀመረ።'
በመጀመሪያው
የኸል ኦርጅናሌ 3D አታሚ የአልትራቫዮሌት መብራትን ተጠቅሞ ባለ ሁለት አቅጣጫዊ ቅርፅ በአንድ ቫት የፈሳሽ ፎቶግራፍ ፖሊመር ገጽ ላይ ለመሳል፣ ይህ ንጥረ ነገር ለአልትራቫዮሌት ጨረሮች ሲጋለጥ ወደ ጠንካራ ይለወጣል። ይህ ሂደት 3D ነገር ለመፍጠር 2D ንብርብሮችን በመገንባት ደጋግሞ ይከሰታል። ከዚያን ጊዜ ጀምሮ በ3-ል አታሚ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉት ሂደቶች እና ቁሶች ረጅም ርቀት ቢጓዙም፣ መመሪያዎቹ ተመሳሳይ እንደሆኑ ይቆያሉ።
'እኛ የምንጠቀማቸው ማሽኖች ሌዘር ይጠቀማሉ ሲሉ የ3ቲ አርፒዲ የአይቲ ስራ አስኪያጅ ማርቲን ሃሪስ ተናግረዋል። ሂደቱ እጅግ በጣም ጎበዝ ነው, ነገር ግን በመሠረታዊ መልኩ በጣም ቀላል ነው: ጥቂት ዱቄት ወስደህ ማቅለጥ.ስለዚህ በእኛ ማሽኖች ውስጥ የዱቄት ቁሳቁስ አልጋ አለዎት, ለምሳሌ ናይሎን, በአታሚው ክፍል ውስጥ ከሟሟው ነጥብ በታች ይሞቃል. ሌዘር በዱቄት ላይ ለማምረት የፈለከውን ክፍል ባለ ሁለት አቅጣጫዊ መስቀለኛ ክፍሎችን ይከታተላል፣ በእያንዳንዱ ጊዜ ባለ 2D ንብርብር ይቀልጣል። አንድ ንብርብር ከተፈለገ የአታሚው አልጋ በ120 ማይክሮን (0.12 ሚ.ሜ) ይወርዳል፣ ከዚያም በድጋሚ የሸፈነው ክንድ ሌላ የዱቄት ቁስን ወደ ላይ ይዘረጋል እና ሂደቱ እንደገና ይጀምራል እና ሌዘር ይከታተላል። የሚቀጥለውን ንብርብር ውጣ።'
ይህ ሂደት የሚተነበየው በ'የማስነጠቅ' ዘዴ ሲሆን በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ የዱቄት ቅንጣቶች ውስጥ ያሉት አቶሞች እርስ በርስ ይሰራጫሉ እና ጠንካራ ቁራጭ ይሆናሉ። ነገር ግን ሌዘርን በተወሰነ ፕላስቲክ ላይ ብቻ ማነጣጠር እና ጠቃሚ ነገር ይመጣል ብሎ መጠበቅ ብቻ በቂ አይደለም።
'መጀመሪያ የምታደርጉት መስራት የምትፈልጊውን 3D CAD (በኮምፒውተር የታገዘ ዲዛይን) ሞዴል መስራት ነው ይላል ሃሪስ።'ከዚያም የተረጋገጠ ሶፍትዌር በመጠቀም ሞዴሎቹን ወደ ምናባዊ 3-ል ቦታ ያሸጉታል ይህም የአታሚውን አልጋ መጠን የሚያንፀባርቅ ነው። ከዚያ ሁሉንም ፋይሎችዎን በSTL - ስቴሪዮሊቶግራፊ ወይም ባለሶስት ጎንዮሽ ፋይሎችን ያስቀምጣሉ እና ፋይሎቹን ሲያዘጋጁ ሁሉንም እርስዎ በሚገነቡት ውፍረት ይከፋፍሏቸዋል። ሁሉም የተቆራረጡ ፋይሎች አታሚውን ወደሚቆጣጠረው ኮምፒዩተር ይላካሉ እና ከዚያ ሂድን መጫን ብቻ ነው, እና አታሚው ያትመዋል. የሚገርመው፣ የእነዚህ አታሚዎች አብዛኛዎቹ ክፍሎች እዚህ በሌሎች አታሚዎች ላይ ስለሚታተሙ እራሳቸውን የሚደግሙ ሆነዋል።'
ሃሪስ ላለፉት 13 ዓመታት ከ3ቲ አርፒዲ ጋር ሲሳተፍ የቆየ ሲሆን በቅርቡ ደግሞ ምርቶቹን የሚያመርት ሬስ ዌር የተሰኘ የብስክሌት አካል ኩባንያ - ከፕላስቲክ ጋርሚን ተራራዎች እስከ ታይታኒየም ሰንሰለት መያዣ - የ3ቲ አርፒዲ ማተሚያዎችን በመጠቀም መስርቷል።
'እዚህ ውስጥ የገባሁት SRM ስለምሮጥ እና ጥንድ Easton TT አሞሌ ስላለኝ ነው ይላል ሃሪስ። 'የባር ተራራን ለመፈለግ በሄድኩበት ጊዜ, የማገኘው ነገር አስፈሪ አስማሚ ኪት ብቻ ነበር, ስለዚህ የራሴን እሰራለሁ ብዬ አስቤ ነበር.ለኔ አንድ እያዘጋጀሁ ከሆነ፣ ሌላ ሰውም የሚፈልግ ካለ ለማየት እንደምችል አሰብኩ፣ እናም ወደ ቲቲ መድረክ ገብቼ ዙሪያውን ጠየቅኩ። ጄሰን ስዋን የተባለ ይህ ሰው ጋርሚን እንደሚፈልግ ተናግሯል፣ እና እሱ የCAD ዲዛይነር ስለነበር ንድፉን ሰጠኝ። ከመጀመሪያው ድግግሞሽ ወደ አሁን የምንሸጠው ስሪት ለመድረስ ሶስት ወይም አራት ወራት ብቻ ፈጅቶብናል።'
ሀሪስ እንደሚያመለክተው፣ ከ3D ምርት ጋር ከሚመጡት ቁልፍ እድገቶች አንዱ ምርቶች የሚመረቱበት እና የሚቀነሱበት ፍጥነት እና ቀላልነት ነው። አጠቃላይ ሂደቱ ከተለምዷዊ ዘዴዎች ጋር ሲወዳደር ከመሳል ጀምሮ እስከ ተጠናቀቀው መጣጥፍ ድረስ ያለው ሂደት እጅግ በጣም ፈጣን ነው - ምንም እንኳን የግንባታ ጊዜ ከጥቂት ሰዓታት እስከ አንድ ሳምንት አካባቢ ሊወስድ ይችላል፣ እንደ የታተሙት ምርቶች ውስብስብነት እና ብዛት።
'ከሌሎች የማኑፋክቸሪንግ ሂደቶች በተለየ እንደ መርፌ መቅረጽ፣ በ3D ህትመት ምንም አይነት መሳሪያ የለም ይላል ሃሪስ። 'እኔ የሚያስፈልገኝ የ CAD ሞዴል መፍጠር, ጥቂት ሙከራዎችን ማድረግ, ጥቂት ማስተካከያዎችን ማድረግ እና ከዚያ ደስተኛ ከሆንኩኝ, ማተም ጀምር.ሰዎች ጭንቅላታቸውን በዙሪያው ለመያዝ ይከብዳቸዋል. የመሪ ሰዓቱ ምን እንደሆነ ይጠይቃሉ፣ እና እኔ፣ “ሁለት ወይም ሶስት ሳምንታት” በማለት መመለስ እችላለሁ፣ አንድ ሰው ግን “በሚቀጥለው አመት ሩብ አራት ይዘጋጃል” ሲሉ መልመድ እችላለሁ።'
ፈጣን ፕሮቶታይፕ
በእርግጥ 3T RPD እና Race Ware ብቻቸውን አይደሉም። በአሁኑ ጊዜ የ3-ል ህትመት ጥቅሞችን የሚያገኙ እና ድንበሮችን ወደፊት ለመግፋት የሚሹ ሌሎች አምራቾች እና ኢንዱስትሪዎች አሉ። Audi 3D ማተሚያ ሮቦቶችን ተጠቅሞ የ RSQ ጽንሰ-ሐሳብ መኪናን ለመፍጠር I, Robot; እንደ ሳውበር ያሉ ፎርሙላ አንድ ቡድኖች በመኪናቸው ላይ 3D የታተሙ የብሬክ ቱቦዎችን ይጠቀማሉ፣ እና በቅርቡ፣ የደች አርክቴክት ኩባንያ ዱስ አርክቴክትስ አንድ ሙሉ ቤት 3D ለማተም ማቀዱን አስታውቋል። ታዲያ ይህ ሁሉ የሚቻል ከሆነ (ቤቱ የሚገነባው ስድስት ሜትር ከፍታ ባለው ‹ካርመር ሰሪ› ላይ ነው)፣ የብስክሌቶች እራሳቸው ምን ሊሆኑ ይችላሉ? አውቃለሁ ብሎ የሚያስብ ሰው የሪድሊ ብስክሌቶች የምርምር እና ልማት ኃላፊ ዲርክ ቫን ደን በርክ ነው።
''ላለፉት ሁለት ወይም ሶስት አመታት እንደ ኖህ ፈጣን ፎርክ ብሬክ ያሉ ትናንሽ ፕሮቶታይፕ ክፍሎችን እያተምን ነበር' ይላል ቫን ዴን በርክ። ግን በዚህ አመት ለመጀመሪያ ጊዜ [2013] አዲሱን የዲን ቲ ቲ ቢስክሌት እትማችን እድገት አካል አድርገን ሙሉ ፍሬም አሳትመናል። ለመንዳት ወይም ለጭንቀት ለመፈተሽ በቂ ጥንካሬ አይደለም፣ ነገር ግን በነፋስ-ቶነል እና በመገጣጠሚያዎች ሙከራ ውስጥ ለኤሮ ሙከራ በጣም ጥሩ ነው፣እዚያም ሁሉም ነገር የሚስማማ መሆኑን ለማየት በእውነተኛ አካላት መገንባት እንችላለን።'
እንደ ሬስ ዌር፣ ይህ ልዩ የ3-ል ህትመት - ፈጣን ፕሮቶታይፕ በመባል የሚታወቀው - ሪድሊ በፍጥነት እና በርካሽ ለውጦችን እንዲያደርግ ያስችለዋል። ‘ዲኑ በዋሻው ውስጥ ለመሞከር በቱቦ ቅርጾች ጀመረ። ከዚያ ሙሉ ፍሬሞችን ገንብተናል። እነዚህን እንፈትሻለን, እንገመግማለን, ከዚያም ተመልሰን ትንሽ ለውጦችን እናደርጋለን. ያ በጣም ጥሩው ነገር ነው - ትናንሽ ለውጦች በጣም በፍጥነት ሊደረጉ ይችላሉ. አንድ አዝራር ብቻ መጫን እና አታሚው ማተምን እንዲያቆም መጠበቅ አለብዎት.
'ከዚህ ቀደም ፍሬም ለመፍጠር ኮምፒውተሮችን እና ሶፍትዌሮችን ትጠቀማለህ፣ አረንጓዴውን መብራት እስክትሰጥ ድረስ እና ፍሬም ሰሪዎቹ ቅርጻ ቅርጾችን መቁረጥ ይጀምራሉ። 3D ህትመት ርካሽ ቴክኖሎጂ ባይሆንም፣ ሻጋታ ከመክፈት፣ በፍሬም ላይ የሆነ ችግር አይቶ እንደገና ከመጀመር የበለጠ ርካሽ ነው ሲል ቫን ዴ በርክ አክሎ ተናግሯል።
ታዲያ፣ እንደ 3T RPD ያሉ ኩባንያዎች በብረታ ብረት ማተም ከቻሉ እና እንደ ሪድሌ ያሉ አምራቾች ሙሉ ለሙሉ የቢስክሌት ፍሬሞችን እያተሙ ከሆነ ለምን ሁለቱን አንድ ላይ አድርገን ተሽከረከሩ ብስክሌቶችን ማተም አንችልም?
'ለተጠናቀቀ ፍሬም በጣም ከባድ ነው ምክንያቱም በሚያሽከረክሩበት ወቅት ፍሬም በሚጫንበት መንገድ ምክንያት' ቫን ዴን በርክ ያስረዳል። ሁሉንም አይነት ውጥረቶችን እና ጭንቀቶችን ለመቋቋም የሚያስችል ውስብስብ መዋቅር ነው. ከካርቦን ጋር, ሽፋኖቹን የሚፈጥሩበት መንገድ አንድ ፍሬም በተወሰነ አቅጣጫ ጠንካራ ወይም ጠንካራ እንዲሆን ያደርገዋል. በማተም የ ባህሪያትን ለመቆጣጠር በጣም ከባድ ነው
ቁሱ እና ያ ነው የፍሬም ምርትን ከባድ የሚያደርገው። ሆኖም ነገሮች በእርግጠኝነት ወደዚያ እየሄዱ ነው።'
የኢኮኖሚ ሚዛን
በብሪስቶል በሚገኘው ቻናል ተመለስ፣ የ3D የታተሙ ክፈፎች እውነታ ይበልጥ እየተቃረበ የመጣበት አንድ ኩባንያ አለ - ቢያንስ በከፊል።
ቻርጅ ብስክሌቶች ከ EADS (የአውሮፓ ኤሮኖቲክ መከላከያ ኤንድ ስፔስ ኩባንያ) ጋር በመተባበር የመጀመሪያዎቹን በአምራችነት የታተሙ ማቋረጥን ለመፍጠር ሲሰራ ቆይቷል። ከቲ6አል4 ቪ ቲታኒየም የተሰራ፣ ማቋረጡ የሚታተመው ወደ ታይዋን ከመላካቸው በፊት ወደ ቻርጅ ፍሪዘር መስቀል ብስክሌቶች ለመገጣጠም ነው። ነገር ግን፣ የ EN ሙከራ እና በቻርጅ ፕሮ አሽከርካሪ ክሪስ ሜትካፍ ስር ያለው አሰቃቂ ስምንት ወራት ማቋረጥ ማቋረጥ እንደ CNC'd ዘመዶቻቸው ሁሉ ስኬታማ መሆናቸውን ቢያሳዩም፣ እነሱ እና እነሱ አካል የሆኑበት ሂደት፣ ያለገደብ አይደሉም።
የቻርጅ ኒይል ዘመዶች እንዳሉት፣ ‘በአሁኑ ጊዜ የታተሙት ማቋረጥ ለመደበኛ ፍሪዘር ፍሬም ዋጋ 20% ጨምሯል፣ በከፊል ምክንያቱም እያንዳንዱ ግንባታ በአታሚው መጠን ምክንያት ቢበዛ 50 ማቋረጥ ብቻ ነው።እኛ ደግሞ እዚያ ባሉ አታሚዎች ብዛት ተገድበናል - በአሁኑ ጊዜ በዩናይትድ ኪንግደም ውስጥ ያሉ ሌሎች ሶስት ኩባንያዎች ብቻ ናቸው - እና እነሱን ለመጠቀም የሚያስፈልጉት እውቀት እና ችሎታ።'
የአክስቱ ልጆች ወደፊት የማሽን መጠንና ቁጥር ሲጨምር እንዲህ ያሉ ክፍሎችን የማምረት ወጪ የማይቀንስበት ምንም ምክንያት እንደሌለ ይጠቁማሉ፣ነገር ግን ለጊዜው ግን ቴክኖሎጂው ወዴት እያመራ እንደሆነ በትክክል ይገነዘባል፡- 'እኛ ነን። ሁልጊዜ ለክፍሎች እቅዶችን በማውጣት አዲስ የኢንዱስትሪ ዲዛይነር እዚህ ቀጥረዋል። አንድ ነገር ማስታወስ ያለብዎት ብዙ ክፍሎች በጣም ውድ ስለሚሆኑ በአከፋፋዮቻችን መደርደሪያ ላይ ለዓመታት የሚቀመጥ ነገር ላለማድረግ መጠንቀቅ አለብን. ይህ እንዳለ ሆኖ፣ በብስክሌት ኢንዱስትሪ ውስጥ ያሉ ብዙ ትልልቅ ተጫዋቾች በቴክኖሎጂው ላይ ተጨማሪ መረጃ ለማግኘት ከእኛ እና ከኢ.ኤ.ኤ.ኤስ ጋር ተገናኝተው ነበር፣ እና በአጭር ጊዜ ውስጥ 3D ህትመት እንደ ሃብ፣ ሜችስ ያሉ አካላትን ለመስራት ሲውል በቀላሉ ማየት እችላለሁ። እና ካሴቶች።'
የሬስ ዌር ማርቲን ሃሪስ ከኤሮዳይናሚክስ መምህር ሲሞን ስማርት ጋር በመተባበር የታይታኒየም ግንድ ለመስራት አንድ እርምጃ ወደፊት ሊሆን ይችላል።ያለቀ፣ የሚሸጥ ነገር ባይሆንም (ሃሪስ አሁን ያለው እትም 5,000 ፓውንድ እንዳስከፈለው ይገምታል፣ ስለዚህ አንዱን መቀየር ትንሽ ከባድ ሊሆን ይችላል)፣ የ3D ህትመት አሁን በምን ደረጃ ላይ እንዳለ እና እንዲሁም ምን ደረጃ ላይ እንደሚገኝ ለማረጋገጥ ያገለግላል። እንደ ሬስ ዌር እና ቻርጅ ያሉ ኩባንያዎች መሄድ ወደሚፈልጉበት ቦታ ለመድረስ ሊወስድ ነው።
'የ3D ህትመት የወደፊት ቁልፍ ሂደቱን መረዳት ነው ይላል የ3T RPD's Phil Kilburn። 'ሰዎች በቴክኖሎጂው እንዲያምኑ፣ ምን ማድረግ እንደሚችል እና እንደማይችል ለማስተማር በእኛ በኩል ብዙ የሚስዮናዊነት ስራ ወስዷል። ሂደቱን ከተረዱ በኋላ ብቻ ሊጠቀሙበት ይችላሉ. እስካሁን እዚያ አልደረሰም ነገር ግን ሲሰራ 3D ህትመት ሊፈነዳ ነው።'
ጥሩ ህትመቱ፡ የ3ዲ ህትመት በትክክል እንዴት እንደሚሰራ
- እንዲሁም በፕላስቲክ ሲገነባ፣ 3T RPD የብረት ክፍሎችን የሚያትሙ ተከታታይ ማሽኖች አሉት፣ እንደ እነዚህ በሬስ ዋሬ የተሰጡ የታይታኒየም ሰንሰለት አዳኞች።
- የማተሚያ ክፍሉ እስከ 70°ሴ ድረስ ይሞቃል፣ከአንድ ፋይበር ሌዘር በፊት፣በ1,000°C+ ላይ የሚሰራ፣ባለሁለት ዳይሜንታል ንብርብሩን በታይታኒየም ዱቄት ውስጥ ያስቀምጣል።
- የሚያዩት ደማቅ ነጭ ብርሃን የሌዘር ነጥብ ሳይሆን የዱቄት ታይታኒየም ሲቀልጥ የሚፈነዳ ኃይለኛ ብርሃን ነው።
- የሰንሰለት አዳኞች በ20-ማይክሮን ንብርብሮች የተገነቡ ናቸው - እያንዳንዱ ሽፋን ከተጣራ በኋላ አዲስ የዱቄት ንብርብር ከመሰራጨቱ በፊት የማተሚያ አልጋው በ0.02 ሚሜ ይቀንሳል።
- የብረት ማተሚያ አልጋዎች ከፕላስቲክ ማተሚያ አልጋዎች በጣም ያነሱ ናቸው። ነገር ግን የቅርብ ጊዜው የ3T RPD ማሽኖች ከቀደምቶቹ 50% ከፍ ያለ ነው የሚገነቡት።
- አታሚዎችን ትልቅ የማድረግ ትልቁ ጉዳይ ከትኩረት ሌዘር ጋር ነው። ትናንሾቹ የብረት ማተሚያዎች አንድ ሌዘር ይጠቀማሉ፣ ትልቁ ቦታ ግን የፕላስቲክ አታሚዎች ሁለት መጠቀም አለባቸው።
- በቲታኒየም ውስጥ ሶስት የሰንሰለት አዳኞችን ማተም አራት ሰአት ያህል ይወስዳል። በአታሚው አልጋ ላይ እስከ 50 ሊጨመቅ ይችላል፣ግን የግንባታ ጊዜው ወደ 12 ሰአታት አካባቢ ይጨምራል።
- ግንባታው ሲጠናቀቅ ክፍሎቹ ከአሸዋ ክምር ድንጋይ እንደማውጣት ሊወገዱ ይችላሉ። አብዛኛው የተረፈው ዱቄት እንደገና ጥቅም ላይ ውሎ ወደ ቀጣዩ ግንባታ ይመለሳል።
