ការអនុវត្តបច្ចេកវិទ្យាបង្កើតធ្នឹមក្នុងការផលិតសារធាតុបន្ថែមឡាស៊ែរដែក

បច្ចេកវិទ្យាផលិតបន្ថែមឡាស៊ែរ (AM) ដែលមានគុណសម្បត្តិនៃភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់នៃការផលិត ភាពបត់បែនខ្លាំង និងកម្រិតខ្ពស់នៃស្វ័យប្រវត្តិកម្ម ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងការផលិតគ្រឿងបន្លាស់សំខាន់ៗនៅក្នុងវិស័យដូចជា យានយន្ត វេជ្ជសាស្ត្រ អាកាសចរណ៍ ជាដើម (ដូចជាក្បាលបាញ់ប្រេងរ៉ុក្កែត តង្កៀបអង់តែនផ្កាយរណប ការផ្សាំមនុស្ស ជាដើម)។ បច្ចេកវិទ្យានេះអាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវដំណើរការរួមបញ្ចូលគ្នានៃផ្នែកដែលបានបោះពុម្ពតាមរយៈការផលិតរួមបញ្ចូលគ្នានៃរចនាសម្ព័ន្ធសម្ភារៈ និងដំណើរការ។ បច្ចុប្បន្ននេះ បច្ចេកវិទ្យាផលិតបន្ថែមឡាស៊ែរជាទូទៅប្រើប្រាស់ធ្នឹមហ្គោសៀនដែលផ្តោតអារម្មណ៍ជាមួយនឹងការចែកចាយថាមពលកណ្តាលខ្ពស់ និងគែមទាប។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាជារឿយៗបង្កើតជម្រាលកម្ដៅខ្ពស់នៅក្នុងរលាយ ដែលនាំឱ្យមានការបង្កើតរន្ធញើស និងគ្រាប់ធញ្ញជាតិរដុបជាបន្តបន្ទាប់។ បច្ចេកវិទ្យាបង្កើតរាងធ្នឹមគឺជាវិធីសាស្រ្តថ្មីមួយដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះ ដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវប្រសិទ្ធភាព និងគុណភាពនៃការបោះពុម្ពដោយការកែតម្រូវការចែកចាយថាមពលធ្នឹមឡាស៊ែរ។

បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងការដកបែបប្រពៃណី និងការផលិតសមមូល បច្ចេកវិទ្យាផលិតសារធាតុបន្ថែមលោហៈមានគុណសម្បត្តិដូចជា ពេលវេលាវដ្តផលិតកម្មខ្លី ភាពត្រឹមត្រូវនៃដំណើរការខ្ពស់ អត្រាប្រើប្រាស់សម្ភារៈខ្ពស់ និងដំណើរការល្អនៃគ្រឿងបន្លាស់។ ដូច្នេះ បច្ចេកវិទ្យាផលិតសារធាតុបន្ថែមលោហៈត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧស្សាហកម្មដូចជា អាកាសចរណ៍ អាវុធ និងឧបករណ៍ ថាមពលនុយក្លេអ៊ែរ ជីវឱសថ និងរថយន្ត។ ដោយផ្អែកលើគោលការណ៍នៃការដាក់ជង់ដាច់ពីគ្នា ការផលិតសារធាតុបន្ថែមលោហៈប្រើប្រាស់ប្រភពថាមពល (ដូចជាឡាស៊ែរ ធ្នូ ឬធ្នឹមអេឡិចត្រុង) ដើម្បីរលាយម្សៅ ឬលួស ហើយបន្ទាប់មកដាក់ជង់វាម្តងមួយៗដើម្បីផលិតសមាសធាតុគោលដៅ។ បច្ចេកវិទ្យានេះមានគុណសម្បត្តិយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការផលិតបាច់តូចៗ រចនាសម្ព័ន្ធស្មុគស្មាញ ឬផ្នែកផ្ទាល់ខ្លួន។ សម្ភារៈដែលមិនអាច ឬពិបាកក្នុងការដំណើរការដោយប្រើបច្ចេកទេសប្រពៃណីក៏សមរម្យសម្រាប់ការរៀបចំដោយប្រើវិធីសាស្រ្តផលិតសារធាតុបន្ថែមផងដែរ។ ដោយសារតែគុណសម្បត្តិខាងលើ បច្ចេកវិទ្យាផលិតសារធាតុបន្ថែមបានទាក់ទាញការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងទូលំទូលាយពីអ្នកប្រាជ្ញទាំងក្នុងស្រុក និងអន្តរជាតិ។ ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានទសវត្សរ៍កន្លងមកនេះ បច្ចេកវិទ្យាផលិតសារធាតុបន្ថែមបានរីកចម្រើនយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ ដោយសារតែស្វ័យប្រវត្តិកម្ម និងភាពបត់បែននៃឧបករណ៍ផលិតសារធាតុបន្ថែមឡាស៊ែរ ក៏ដូចជាគុណសម្បត្តិទូលំទូលាយនៃដង់ស៊ីតេថាមពលឡាស៊ែរខ្ពស់ និងភាពត្រឹមត្រូវនៃដំណើរការខ្ពស់ បច្ចេកវិទ្យាផលិតសារធាតុបន្ថែមឡាស៊ែរបានអភិវឌ្ឍលឿនបំផុតក្នុងចំណោមបច្ចេកវិទ្យាផលិតសារធាតុបន្ថែមលោហៈទាំងបីដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ។

បច្ចេកវិទ្យាផលិតសារធាតុបន្ថែមលោហៈដោយឡាស៊ែរអាចបែងចែកបន្ថែមទៀតទៅជា LPBF និង DED។ រូបភាពទី 1 បង្ហាញដ្យាក្រាមគ្រោងការណ៍ធម្មតានៃដំណើរការ LPBF និង DED។ ដំណើរការ LPBF ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជាការរលាយឡាស៊ែរជ្រើសរើស (SLM) អាចផលិតសមាសធាតុលោហៈស្មុគស្មាញដោយការស្កេនធ្នឹមឡាស៊ែរថាមពលខ្ពស់តាមបណ្តោយផ្លូវថេរមួយនៅលើផ្ទៃនៃគ្រែម្សៅ។ បន្ទាប់មក ម្សៅរលាយ និងរឹងជាស្រទាប់ៗ។ ដំណើរការ DED ភាគច្រើនរួមបញ្ចូលដំណើរការបោះពុម្ពពីរ៖ ការដាក់លោហៈរលាយដោយឡាស៊ែរ និងការផលិតសារធាតុបន្ថែមចំណីលួសដោយឡាស៊ែរ។ បច្ចេកវិទ្យាទាំងពីរនេះអាចផលិត និងជួសជុលផ្នែកលោហៈដោយផ្ទាល់ដោយការចំណីម្សៅលោហៈ ឬលួសស្របគ្នា។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹង LPBF DED មានផលិតភាពខ្ពស់ជាង និងផ្ទៃផលិតធំជាង។ លើសពីនេះ វិធីសាស្ត្រនេះក៏អាចរៀបចំសម្ភារៈសមាសធាតុ និងសម្ភារៈដែលមានចំណាត់ថ្នាក់មុខងារបានយ៉ាងងាយស្រួលផងដែរ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ គុណភាពផ្ទៃនៃផ្នែកដែលបានបោះពុម្ពដោយ DED តែងតែមិនល្អ ហើយដំណើរការជាបន្តបន្ទាប់គឺត្រូវការដើម្បីបង្កើនភាពត្រឹមត្រូវនៃវិមាត្រនៃសមាសធាតុគោលដៅ។

នៅក្នុងដំណើរការផលិតបន្ថែមឡាស៊ែរបច្ចុប្បន្ន ធ្នឹម Gaussian ដែលផ្តោតអារម្មណ៍ជាធម្មតាគឺជាប្រភពថាមពល។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែការចែកចាយថាមពលតែមួយគត់របស់វា (កណ្តាលខ្ពស់ គែមទាប) វាទំនងជាបណ្តាលឱ្យមានជម្រាលកម្ដៅខ្ពស់ និងអស្ថិរភាពនៃអាងរលាយ។ បណ្តាលឱ្យមានគុណភាពបង្កើតមិនល្អនៃផ្នែកដែលបានបោះពុម្ព។ លើសពីនេះ ប្រសិនបើសីតុណ្ហភាពកណ្តាលនៃអាងរលាយខ្ពស់ពេក វានឹងបណ្តាលឱ្យធាតុលោហៈចំណុចរលាយទាបហួត ដែលធ្វើឱ្យអស្ថិរភាពនៃដំណើរការ LBPF កាន់តែធ្ងន់ធ្ងរឡើង។ ដូច្នេះ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃ porosity លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច និងអាយុកាលអស់កម្លាំងនៃផ្នែកដែលបានបោះពុម្ពត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំង។ ការចែកចាយថាមពលមិនស្មើគ្នានៃធ្នឹម Gaussian ក៏នាំឱ្យមានប្រសិទ្ធភាពប្រើប្រាស់ថាមពលឡាស៊ែរទាប និងការខ្ជះខ្ជាយថាមពលច្រើនហួសហេតុ។ ដើម្បីសម្រេចបាននូវគុណភាពបោះពុម្ពកាន់តែប្រសើរ អ្នកប្រាជ្ញបានចាប់ផ្តើមស្វែងយល់ពីការទូទាត់សងសម្រាប់ពិការភាពនៃធ្នឹម Gaussian ដោយការកែប្រែប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការដូចជាថាមពលឡាស៊ែរ ល្បឿនស្កេន កម្រាស់ស្រទាប់ម្សៅ និងយុទ្ធសាស្ត្រស្កេន ដើម្បីគ្រប់គ្រងលទ្ធភាពនៃការបញ្ចូលថាមពល។ ដោយសារតែបង្អួចដំណើរការតូចចង្អៀតខ្លាំងនៃវិធីសាស្ត្រនេះ ដែនកំណត់រូបវន្តថេរកំណត់លទ្ធភាពនៃការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពបន្ថែមទៀត។ ឧទាហរណ៍ ការបង្កើនថាមពលឡាស៊ែរ និងល្បឿនស្កេនអាចសម្រេចបានប្រសិទ្ធភាពផលិតកម្មខ្ពស់ ប៉ុន្តែជារឿយៗវាធ្វើឱ្យបាត់បង់គុណភាពបោះពុម្ព។ ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ការផ្លាស់ប្តូរការចែកចាយថាមពលឡាស៊ែរតាមរយៈយុទ្ធសាស្ត្របង្កើតរាងធ្នឹមអាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវប្រសិទ្ធភាពផលិតកម្ម និងគុណភាពបោះពុម្ព ដែលអាចក្លាយជាទិសដៅអភិវឌ្ឍន៍នាពេលអនាគតនៃបច្ចេកវិទ្យាផលិតបន្ថែមឡាស៊ែរ។ បច្ចេកវិទ្យាបង្កើតរាងធ្នឹមជាទូទៅសំដៅទៅលើការកែតម្រូវការចែកចាយរលកនៃធ្នឹមបញ្ចូល ដើម្បីទទួលបានលក្ខណៈចែកចាយអាំងតង់ស៊ីតេ និងសាយភាយដែលចង់បាន។ ការអនុវត្តបច្ចេកវិទ្យាបង្កើតរាងធ្នឹមក្នុងបច្ចេកវិទ្យាផលិតបន្ថែមលោហៈត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2។

ការអនុវត្តបច្ចេកវិទ្យាបង្កើតរាងធ្នឹមក្នុងការផលិតបន្ថែមឡាស៊ែរ

ចំណុចខ្វះខាតនៃការបោះពុម្ពធ្នឹម Gaussian បែបប្រពៃណី

នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាផលិតសារធាតុបន្ថែមឡាស៊ែរដែក ការចែកចាយថាមពលនៃធ្នឹមឡាស៊ែរមានឥទ្ធិពលយ៉ាងសំខាន់ទៅលើគុណភាពនៃផ្នែកដែលបានបោះពុម្ព។ ទោះបីជាធ្នឹម Gaussian ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧបករណ៍ផលិតសារធាតុបន្ថែមឡាស៊ែរដែកក៏ដោយ ក៏ពួកវាទទួលរងនូវគុណវិបត្តិធ្ងន់ធ្ងរដូចជាគុណភាពបោះពុម្ពមិនស្ថិតស្ថេរ ការប្រើប្រាស់ថាមពលទាប និងបង្អួចដំណើរការតូចចង្អៀតនៅក្នុងដំណើរការផលិតសារធាតុបន្ថែម។ ក្នុងចំណោមនោះ ដំណើរការរលាយនៃម្សៅ និងឌីណាមិកនៃអាងរលាយក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការសារធាតុបន្ថែមឡាស៊ែរដែកមានទំនាក់ទំនងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងកម្រាស់នៃស្រទាប់ម្សៅ។ ដោយសារតែវត្តមាននៃការប្រឡាក់ម្សៅ និងតំបន់សំណឹក កម្រាស់ជាក់ស្តែងនៃស្រទាប់ម្សៅគឺខ្ពស់ជាងការរំពឹងទុកទ្រឹស្តី។ ទីពីរ ជួរឈរចំហាយទឹកបណ្តាលឱ្យមានការប្រឡាក់ទឹកខាងក្រោយសំខាន់ៗ។ ចំហាយដែកប៉ះទង្គិចជាមួយជញ្ជាំងខាងក្រោយដើម្បីបង្កើតជាប្រឡាក់ទឹក ដែលត្រូវបានបាញ់តាមបណ្តោយជញ្ជាំងខាងមុខកាត់កែងទៅនឹងតំបន់ប៉ោងនៃអាងរលាយ (ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 3)។ ដោយសារតែអន្តរកម្មស្មុគស្មាញរវាងធ្នឹមឡាស៊ែរ និងការប្រឡាក់ទឹក ការប្រឡាក់ទឹកដែលបញ្ចេញអាចប៉ះពាល់យ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់គុណភាពបោះពុម្ពនៃស្រទាប់ម្សៅជាបន្តបន្ទាប់។ លើសពីនេះ ការបង្កើតរន្ធសោនៅក្នុងអាងរលាយក៏ប៉ះពាល់យ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់គុណភាពនៃផ្នែកដែលបានបោះពុម្ពផងដែរ។ រន្ធញើសខាងក្នុងនៃស្នាដៃដែលបានបោះពុម្ពភាគច្រើនបណ្តាលមកពីរន្ធចាក់សោមិនស្ថិតស្ថេរ។

យន្តការបង្កើតពិការភាពក្នុងបច្ចេកវិទ្យាបង្កើតធ្នឹម

បច្ចេកវិទ្យាបង្កើតធ្នឹមអាចសម្រេចបាននូវការកែលម្អដំណើរការក្នុងវិមាត្រច្រើនក្នុងពេលដំណាលគ្នា ដែលខុសពីធ្នឹម Gaussian ដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការក្នុងវិមាត្រមួយដោយចំណាយលើការលះបង់វិមាត្រផ្សេងទៀត។ បច្ចេកវិទ្យាបង្កើតធ្នឹមអាចកែតម្រូវការចែកចាយសីតុណ្ហភាព និងលក្ខណៈលំហូរនៃអាងរលាយបានយ៉ាងត្រឹមត្រូវ។ តាមរយៈការគ្រប់គ្រងការចែកចាយថាមពលឡាស៊ែរ អាងរលាយដែលមានស្ថេរភាពជាមួយនឹងជម្រាលសីតុណ្ហភាពតូចមួយត្រូវបានទទួល។ ការចែកចាយថាមពលឡាស៊ែរសមស្របគឺមានប្រយោជន៍សម្រាប់ការទប់ស្កាត់ភាពរញ៉េរញ៉ៃ និងពិការភាព sputtering និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវគុណភាពនៃការបោះពុម្ពឡាស៊ែរលើផ្នែកដែក។ វាអាចសម្រេចបាននូវការកែលម្អផ្សេងៗនៃប្រសិទ្ធភាពផលិតកម្ម និងការប្រើប្រាស់ម្សៅ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ បច្ចេកវិទ្យាបង្កើតធ្នឹមផ្តល់ឱ្យយើងនូវយុទ្ធសាស្ត្រដំណើរការកាន់តែច្រើន ដែលរំដោះសេរីភាពនៃការរចនាដំណើរការយ៉ាងខ្លាំង ដែលជាវឌ្ឍនភាពបដិវត្តន៍នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាផលិតបន្ថែមឡាស៊ែរ។