سازه ها

اجرای فرآیندهای قالب‌گیری تزریقی فلز قوطی پروفیل (MIM) در گرانش صفر می‌تواند از نقطه نظر فیزیکی امکان‌پذیر باشد، زیرا یک مخلوط فشرده پودر-بایندر به عنوان ماده‌ای برای رسوب استفاده می‌شود. اما محصولات MIM به عملیات حرارتی و تف جوشی چند مرحله ای برای حذف بایندر و تشکیل مواد متراکم با خواص قابل قبول نیاز دارند - این پس پردازش همچنین به تجهیزات پیچیده، ابعادی و سنگین اضافی نیاز دارد.

 

بنابراین، فرآیندهای رسوب مستقیم انرژی با سیم (DED-wire) مناسب ترین برای پرینت سه بعدی در فضا در نظر گرفته می شود (Ref 3). اما عملیات در شرایط فضایی در هنگام انتخاب روش‌های چاپ سه‌بعدی نیازمندی‌های اضافی ویژه را تعیین می‌کند - راندمان انرژی منبع گرمایش، دقت، وضوح، و کیفیت فلز محصولات چاپ شده با حداقل پس‌پردازش مورد نیاز، ایمنی پرسنل و غیره.

 

برخی از فرآیندهای سیم DED به دلیل مسائل فیزیکی و/یا مشکلات ناشی از منابع حرارتی مورد استفاده برای ذوب سیم و بستر، محدودیت‌هایی در شرایط عملیاتی فضا دارند. به عنوان مثال، فرآیند رسوب سریع پلاسما (RPD) در گرانش صفر به دلیل پیکربندی آن با ذوب مجزای سیم و بستر قابل اجرا نیست - قطرات مواد افزودنی از انتهای سیم تنها با نیروی گرانش می توانند به حوضچه مذاب روی بستر برسند (مرجع 11). روش های تولید افزودنی قوس جوش (WAAM) از نظر فنی در فضا امکان پذیر است. با این حال، آنها برخی از مشکلات ایمنی عملیات دارند، زیرا قوس الکتریکی باعث ایجاد پاشش در طول فرآیند با تشکیل قطرات خارج از منطقه رسوب می شود. محصولات چنین روش‌هایی دقت و وضوح بسیار پایینی دارند و به آسیاب CNC با مقدار قابل توجهی چرخش و خرده‌کاری نیاز دارند که سپس باید به طور مناسب مدیریت شوند (مرجع 3). علاوه بر این، شکل گیری ساختار فلزی درشت با این روش ها نیاز به پس پردازش اضافی برای ارائه قطعات نهایی با کیفیت بالا دارد.

 

بررسی مناسب ترین منابع حرارتی برای کاربرد قوطی پروفیل در فضا از اوایل دهه 1970 تا 1980 آغاز شد، زمانی که امکان جوشکاری فلزات در فضا به طور موازی توسط دانشمندان شوروی و آمریکایی مورد مطالعه قرار گرفت (مرجع 12). نتیجه گیری آنها تقریباً یکسان بود - پرتو الکترونی و پرتو لیزر مناسب ترین منابع گرما در فضا هستند. در عین حال، پرتو الکترونی مزایای خاصی نسبت به لیزر دارد که عمدتاً به دلیل بازده انرژی بسیار بهتر است - لیزر بخش قابل توجهی از انرژی را به دلیل انعکاس از سطوح صاف از دست می دهد. علاوه بر این، برخی از مسائل ایمنی در حین کار با لیزر وجود دارد (مراجعه 13).

 

نتیجه گیری های محققین جوشکاری در فضا (مرجع 12) هنگام انتخاب منبع گرما برای چاپ سه بعدی مرتبط است. از این گذشته، توسعه دهندگان تقریباً تمام روش های چاپ سه بعدی سیم DED، راه حل های مهندسی و متالورژی خود را بر اساس فرآیندهای جوشکاری قرار دادند. بنابراین، ترکیب یک پرتو الکترونی به عنوان منبع گرما و یک سیم به عنوان ماده رسوبی مناسب ترین برای چاپ سه بعدی در فضا است.

https://cartonsaz1122.editorx.io/farajicarton