သတ္တုလေဆာဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုတွင် beam shaping နည်းပညာအသုံးချမှု

လေဆာ ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှု (AM) နည်းပညာသည် ထုတ်လုပ်မှုတိကျမှုမြင့်မားခြင်း၊ ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိခြင်းနှင့် အလိုအလျောက်လုပ်ဆောင်နိုင်မှုမြင့်မားခြင်းစသည့် အားသာချက်များဖြင့် မော်တော်ကား၊ ဆေးဘက်ဆိုင်ရာ၊ အာကာသစသည်တို့ (ဒုံးပျံလောင်စာနုတ်ခေါင်းများ၊ ဂြိုလ်တုအင်တင်နာကွင်းများ၊ လူသားအစားထိုးပစ္စည်းများ စသည်) ကဲ့သို့သော နယ်ပယ်များတွင် အဓိကအစိတ်အပိုင်းများ ထုတ်လုပ်ရာတွင် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုကြသည်။ ဤနည်းပညာသည် ပစ္စည်းဖွဲ့စည်းပုံနှင့် စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်ခြင်းဖြင့် ပုံနှိပ်အစိတ်အပိုင်းများ၏ ပေါင်းစပ်စွမ်းဆောင်ရည်ကို များစွာတိုးတက်စေနိုင်သည်။ လက်ရှိတွင် လေဆာ ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာသည် ဗဟိုချက်မြင့်မားပြီး အစွန်းနည်းသော အာရုံစူးစိုက်ထားသော Gaussian ရောင်ခြည်ကို အသုံးပြုသည်။ သို့သော် ၎င်းသည် အရည်ပျော်တွင် အပူပြောင်းလဲမှုမြင့်မားခြင်းကို မကြာခဏဖြစ်ပေါ်စေပြီး နောက်ဆက်တွဲ အပေါက်ငယ်များနှင့် ကြမ်းတမ်းသောအမှုန်များဖွဲ့စည်းခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ရောင်ခြည်ပုံသွင်းနည်းပညာသည် ဤပြဿနာကို ဖြေရှင်းရန် နည်းလမ်းအသစ်တစ်ခုဖြစ်ပြီး လေဆာရောင်ခြည်စွမ်းအင်ဖြန့်ဖြူးမှုကို ချိန်ညှိခြင်းဖြင့် ပုံနှိပ်ခြင်းစွမ်းဆောင်ရည်နှင့် အရည်အသွေးကို တိုးတက်စေသည်။

ရိုးရာနုတ်ခြင်းနှင့် ညီမျှသောထုတ်လုပ်မှုနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက သတ္တုဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာတွင် ထုတ်လုပ်မှုစက်ဝန်းအချိန်တိုတောင်းခြင်း၊ မြင့်မားသောလုပ်ဆောင်မှုတိကျမှု၊ မြင့်မားသောပစ္စည်းအသုံးပြုမှုနှုန်းနှင့် အစိတ်အပိုင်းများ၏ အလုံးစုံစွမ်းဆောင်ရည်ကောင်းမွန်ခြင်းကဲ့သို့သော အားသာချက်များရှိသည်။ ထို့ကြောင့် သတ္တုဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာကို အာကာသ၊ လက်နက်နှင့်ပစ္စည်းကိရိယာများ၊ နျူကလီးယားစွမ်းအင်၊ ဇီဝဆေးဝါးနှင့် မော်တော်ကားကဲ့သို့သော စက်မှုလုပ်ငန်းများတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုကြသည်။ discrete stacking ၏မူအပေါ်အခြေခံ၍ သတ္တုဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုသည် အမှုန့် သို့မဟုတ် ဝါယာကြိုးကို အရည်ပျော်စေရန် စွမ်းအင်အရင်းအမြစ် (လေဆာ၊ အာ့ခ် သို့မဟုတ် အီလက်ထရွန်ရောင်ခြည်ကဲ့သို့) ကို အသုံးပြု၍ ပစ်မှတ်အစိတ်အပိုင်းကို ထုတ်လုပ်ပြီးနောက် အလွှာလိုက်စီထားသည်။ ဤနည်းပညာသည် အသုတ်ငယ်များ၊ ရှုပ်ထွေးသောဖွဲ့စည်းပုံများ သို့မဟုတ် စိတ်ကြိုက်အစိတ်အပိုင်းများကို ထုတ်လုပ်ရာတွင် သိသာထင်ရှားသော အားသာချက်များရှိသည်။ ရိုးရာနည်းစနစ်များကို အသုံးပြု၍ လုပ်ဆောင်၍မရသော သို့မဟုတ် လုပ်ဆောင်ရန်ခက်ခဲသော ပစ္စည်းများသည်လည်း ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုနည်းလမ်းများကို အသုံးပြု၍ ပြင်ဆင်မှုအတွက် သင့်လျော်ပါသည်။ အထက်ပါအားသာချက်များကြောင့် ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာသည် ပြည်တွင်းနှင့် နိုင်ငံတကာမှ ပညာရှင်များထံမှ ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အာရုံစိုက်မှုကို ရရှိခဲ့သည်။ လွန်ခဲ့သောဆယ်စုနှစ်အနည်းငယ်အတွင်း ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာသည် အလျင်အမြန်တိုးတက်မှုရရှိခဲ့သည်။ လေဆာဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုပစ္စည်းကိရိယာများ၏ အလိုအလျောက်လုပ်ဆောင်နိုင်စွမ်းနှင့် ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိမှုအပြင် မြင့်မားသောလေဆာစွမ်းအင်သိပ်သည်းဆနှင့် မြင့်မားသောလုပ်ဆောင်မှုတိကျမှုတို့၏ ပြည့်စုံသောအားသာချက်များကြောင့် လေဆာဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာသည် အထက်တွင်ဖော်ပြခဲ့သော သတ္တုဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာသုံးခုတွင် အမြန်ဆုံးတီထွင်ခဲ့သည်။

 

လေဆာသတ္တုဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာကို LPBF နှင့် DED အဖြစ် ထပ်မံခွဲခြားနိုင်ပါသည်။ ပုံ ၁ တွင် LPBF နှင့် DED လုပ်ငန်းစဉ်များ၏ ပုံမှန်ပုံကြမ်းပုံကို ပြသထားသည်။ Selective Laser Melting (SLM) ဟုလည်း လူသိများသော LPBF လုပ်ငန်းစဉ်သည် အမှုန့်အိပ်ရာ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ပုံသေလမ်းကြောင်းတစ်လျှောက် မြင့်မားသောစွမ်းအင်ရှိသော လေဆာရောင်ခြည်များကို စကင်ဖတ်ခြင်းဖြင့် ရှုပ်ထွေးသောသတ္တုအစိတ်အပိုင်းများကို ထုတ်လုပ်နိုင်သည်။ ထို့နောက် အမှုန့်သည် အလွှာလိုက် အရည်ပျော်ပြီး အစိုင်အခဲဖြစ်စေသည်။ DED လုပ်ငန်းစဉ်တွင် အဓိကအားဖြင့် ပုံနှိပ်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်နှစ်ခုပါဝင်သည်- လေဆာအရည်ပျော်စေသည့် စုပုံခြင်းနှင့် လေဆာဝါယာကြိုးကျွေးခြင်း ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှု။ ဤနည်းပညာနှစ်ခုစလုံးသည် သတ္တုမှုန့် သို့မဟုတ် ဝါယာကြိုးကို တစ်ပြိုင်နက်တည်းကျွေးခြင်းဖြင့် သတ္တုအစိတ်အပိုင်းများကို တိုက်ရိုက်ထုတ်လုပ်ပြီး ပြုပြင်နိုင်သည်။ LPBF နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက DED သည် ပိုမိုမြင့်မားသော ထုတ်လုပ်မှုနှင့် ပိုမိုကျယ်ပြန့်သော ထုတ်လုပ်မှုဧရိယာရှိသည်။ ထို့အပြင် ဤနည်းလမ်းသည် ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများနှင့် လုပ်ဆောင်ချက်အလိုက် အဆင့်သတ်မှတ်ထားသောပစ္စည်းများကိုလည်း အဆင်ပြေစွာပြင်ဆင်နိုင်သည်။ သို့သော် DED မှ ရိုက်နှိပ်ထားသော အစိတ်အပိုင်းများ၏ မျက်နှာပြင်အရည်အသွေးသည် အမြဲတမ်းညံ့ဖျင်းပြီး ပစ်မှတ်အစိတ်အပိုင်း၏ အတိုင်းအတာတိကျမှုကို မြှင့်တင်ရန် နောက်ဆက်တွဲလုပ်ဆောင်မှု လိုအပ်ပါသည်။

လက်ရှိလေဆာဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်တွင်၊ အာရုံစူးစိုက်ထားသော Gaussian beam သည် စွမ်းအင်အရင်းအမြစ်ဖြစ်သည်။ သို့သော်၊ ၎င်း၏ထူးခြားသောစွမ်းအင်ဖြန့်ဖြူးမှု (အလယ်ဗဟိုမြင့်၊ အနားနိမ့်) ကြောင့်၊ ၎င်းသည် အပူပြောင်းလဲမှုမြင့်မားခြင်းနှင့် အရည်ပျော်ကန်၏ မတည်မငြိမ်ဖြစ်မှုကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။ ပုံနှိပ်ထားသောအစိတ်အပိုင်းများ၏ ဖွဲ့စည်းမှုအရည်အသွေးညံ့ဖျင်းခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ထို့အပြင်၊ အရည်ပျော်ကန်၏ဗဟိုအပူချိန် အလွန်မြင့်မားပါက၊ အရည်ပျော်မှတ်နည်းသောသတ္တုဒြပ်စင်များ အငွေ့ပျံသွားပြီး LBPF လုပ်ငန်းစဉ်၏ မတည်မငြိမ်ဖြစ်မှုကို ပိုမိုဆိုးရွားစေသည်။ ထို့ကြောင့်၊ porosity တိုးလာခြင်းနှင့်အတူ၊ ပုံနှိပ်ထားသောအစိတ်အပိုင်းများ၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများနှင့် ပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှုသက်တမ်းသည် သိသိသာသာလျော့နည်းသွားသည်။ Gaussian beams များ၏ မညီမျှသောစွမ်းအင်ဖြန့်ဖြူးမှုသည် လေဆာစွမ်းအင်အသုံးပြုမှုထိရောက်မှုနည်းပါးခြင်းနှင့် စွမ်းအင်ဖြုန်းတီးမှုအလွန်အကျွံဖြစ်စေသည်။ ပိုမိုကောင်းမွန်သောပုံနှိပ်အရည်အသွေးရရှိရန်အတွက်၊ ပညာရှင်များသည် စွမ်းအင်ထည့်သွင်းမှုဖြစ်နိုင်ခြေကို ထိန်းချုပ်ရန်အတွက် လေဆာပါဝါ၊ စကင်န်ဖတ်ခြင်းအမြန်နှုန်း၊ အမှုန့်အလွှာအထူနှင့် စကင်န်ဖတ်ခြင်းဗျူဟာကဲ့သို့သော လုပ်ငန်းစဉ် parameters များကို ပြုပြင်ခြင်းဖြင့် Gaussian beams များ၏ ချို့ယွင်းချက်များကို လျော်ကြေးပေးရန် စူးစမ်းလေ့လာခဲ့ကြသည်။ ဤနည်းလမ်း၏ လုပ်ငန်းစဉ်ဝင်းဒိုးအလွန်ကျဉ်းမြောင်းသောကြောင့်၊ ပုံသေရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာကန့်သတ်ချက်များသည် နောက်ထပ်အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်လုပ်ဆောင်ခြင်းဖြစ်နိုင်ခြေကို ကန့်သတ်ထားသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ လေဆာပါဝါနှင့် စကင်န်ဖတ်ခြင်းအမြန်နှုန်းကို တိုးမြှင့်ခြင်းသည် မြင့်မားသော ထုတ်လုပ်မှုထိရောက်မှုကို ရရှိစေနိုင်သော်လည်း ပုံနှိပ်အရည်အသွေးကို စွန့်လွှတ်ရခြင်း၏ ကုန်ကျစရိတ်ကို မကြာခဏ ကြုံတွေ့ရလေ့ရှိသည်။ မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း၊ ရောင်ခြည်ပုံသွင်းဗျူဟာများမှတစ်ဆင့် လေဆာစွမ်းအင်ဖြန့်ဖြူးမှုကို ပြောင်းလဲခြင်းသည် ထုတ်လုပ်မှုထိရောက်မှုနှင့် ပုံနှိပ်အရည်အသွေးကို သိသိသာသာ တိုးတက်ကောင်းမွန်စေနိုင်ပြီး ၎င်းသည် လေဆာဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာ၏ အနာဂတ်ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု ဦးတည်ချက် ဖြစ်လာနိုင်သည်။ ရောင်ခြည်ပုံသွင်းနည်းပညာသည် ယေဘုယျအားဖြင့် လိုချင်သော ပြင်းထန်မှုဖြန့်ဖြူးမှုနှင့် ပျံ့နှံ့မှုဝိသေသလက္ခဏာများကို ရရှိရန် အဝင်ရောင်ခြည်၏ လှိုင်းမျက်နှာစာဖြန့်ဖြူးမှုကို ချိန်ညှိခြင်းကို ရည်ညွှန်းသည်။ သတ္တုဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာတွင် ရောင်ခြည်ပုံသွင်းနည်းပညာအသုံးချမှုကို ပုံ ၂ တွင် ပြသထားသည်။

လေဆာ ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုတွင် ရောင်ခြည်ပုံသွင်းနည်းပညာအသုံးချမှု

ရိုးရာ Gaussian beam printing ရဲ့ အားနည်းချက်များ

သတ္တုလေဆာ ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာတွင်၊ လေဆာရောင်ခြည်၏ စွမ်းအင်ဖြန့်ဖြူးမှုသည် ပုံနှိပ်ထားသော အစိတ်အပိုင်းများ၏ အရည်အသွေးကို သိသာထင်ရှားစွာ သက်ရောက်မှုရှိသည်။ Gaussian ရောင်ခြည်များကို သတ္တုလေဆာ ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှု စက်ပစ္စည်းများတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အသုံးပြုခဲ့သော်လည်း၊ ၎င်းတို့သည် ပုံနှိပ်အရည်အသွေး မတည်ငြိမ်မှု၊ စွမ်းအင်အသုံးပြုမှု နည်းပါးမှုနှင့် ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှု လုပ်ငန်းစဉ်တွင် လုပ်ငန်းစဉ်ပြတင်းပေါက်များ ကျဉ်းမြောင်းခြင်းကဲ့သို့သော ပြင်းထန်သော အားနည်းချက်များကို ခံစားနေရသည်။ ၎င်းတို့တွင်၊ အမှုန့်၏ အရည်ပျော်မှုလုပ်ငန်းစဉ်နှင့် သတ္တုလေဆာ ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း အရည်ပျော်နေသော ရေကန်၏ ဒိုင်းနမစ်သည် အမှုန့်အလွှာ၏ အထူနှင့် နီးကပ်စွာ ဆက်စပ်နေသည်။ အမှုန့်ပက်ဖြန်းခြင်းနှင့် တိုက်စားခြင်းဇုန်များ ရှိနေခြင်းကြောင့် အမှုန့်အလွှာ၏ အမှန်တကယ်အထူသည် သီအိုရီအရ မျှော်လင့်ထားသည်ထက် ပိုမိုမြင့်မားသည်။ ဒုတိယအချက်အနေဖြင့်၊ ရေနွေးငွေ့ကော်လံသည် အဓိက နောက်ပြန်ဂျက်ပက်ဖြန်းမှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေခဲ့သည်။ သတ္တုအငွေ့သည် နောက်ဘက်နံရံနှင့် တိုက်မိပြီး ပက်ဖြန်းမှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး အရည်ပျော်နေသော ရေကန်၏ ခွက်နေသောဧရိယာနှင့် ထောင့်မှန်ကျသော ရှေ့နံရံတစ်လျှောက် ပက်ဖြန်းသည် (ပုံ ၃ တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း)။ လေဆာရောင်ခြည်နှင့် ပက်ဖြန်းမှုများကြား ရှုပ်ထွေးသော အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှုကြောင့်၊ ထွက်လာသော ပက်ဖြန်းမှုများသည် နောက်ဆက်တွဲ အမှုန့်အလွှာများ၏ ပုံနှိပ်အရည်အသွေးကို ပြင်းထန်စွာ ထိခိုက်စေနိုင်သည်။ ထို့အပြင်၊ အရည်ပျော်ရေကန်တွင် သော့ပေါက်များ ဖွဲ့စည်းခြင်းသည် ပုံနှိပ်ထားသော အစိတ်အပိုင်းများ၏ အရည်အသွေးကိုလည်း ပြင်းထန်စွာ ထိခိုက်စေပါသည်။ ပုံနှိပ်ထားသော အပိုင်းအစ၏ အတွင်းပိုင်း အပေါက်များသည် အဓိကအားဖြင့် မတည်မငြိမ်သော သော့ခတ်ထားသော အပေါက်များကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လေ့ရှိသည်။

 

ရောင်ခြည်ပုံသွင်းနည်းပညာတွင် ချို့ယွင်းချက်များဖွဲ့စည်းခြင်းယန္တရား

Beam shaping နည်းပညာသည် တစ်ပြိုင်နက်တည်း ဘက်ပေါင်းစုံမှ စွမ်းဆောင်ရည်တိုးတက်မှုကို ရရှိနိုင်ပြီး၊ ၎င်းသည် အခြားဘက်ပေါင်းစုံကို စွန့်လွှတ်ခြင်းဖြင့် တစ်ဖက်တစ်ချက်ရှိ စွမ်းဆောင်ရည်ကို တိုးတက်စေသည့် Gaussian beams များနှင့် ကွာခြားပါသည်။ Beam shaping နည်းပညာသည် အရည်ပျော်ရေကန်၏ အပူချိန်ဖြန့်ဖြူးမှုနှင့် စီးဆင်းမှုဝိသေသလက္ခဏာများကို တိကျစွာ ချိန်ညှိပေးနိုင်သည်။ လေဆာစွမ်းအင်ဖြန့်ဖြူးမှုကို ထိန်းချုပ်ခြင်းဖြင့် အပူချိန် gradient အနည်းငယ်ရှိသော တည်ငြိမ်သော အရည်ပျော်ရေကန်ကို ရရှိသည်။ သင့်လျော်သော လေဆာစွမ်းအင်ဖြန့်ဖြူးမှုသည် porosity နှင့် sputtering ချို့ယွင်းချက်များကို နှိမ်နင်းရန်နှင့် သတ္တုအစိတ်အပိုင်းများပေါ်တွင် လေဆာပုံနှိပ်ခြင်း၏ အရည်အသွေးကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် အကျိုးရှိစေသည်။ ၎င်းသည် ထုတ်လုပ်မှုထိရောက်မှုနှင့် အမှုန့်အသုံးပြုမှုတွင် တိုးတက်မှုအမျိုးမျိုးကို ရရှိနိုင်သည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ beam shaping နည်းပညာသည် ကျွန်ုပ်တို့အား လုပ်ငန်းစဉ်ဗျူဟာများ ပိုမိုပေးစွမ်းပြီး လုပ်ငန်းစဉ်ဒီဇိုင်း၏ လွတ်လပ်ခွင့်ကို များစွာလွတ်မြောက်စေပြီး၊ ၎င်းသည် လေဆာ additive ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာတွင် တော်လှန်သောတိုးတက်မှုတစ်ခုဖြစ်သည်။

 


ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၄ ခုနှစ်၊ ဖေဖော်ဝါရီလ ၂၈ ရက်