ການອອກແບບສຳລັບການຜະລິດເພີ່ມ: ຍຸດທະສາດການເພີ່ມປະສິດທິພາບທີ່ເປັນເອກະລັກສຳລັບ Ti6Al4V.

ຖ້າທ່ານກຳລັງເຮັດວຽກກັບໂລຫະປະສົມທີເຕເນຍໃນດ້ານການພິມ 3 ມິຕິ, ທ່ານອາດຈະໄດ້ຍິນຄຳເວົ້າດຽວກັນນີ້ຊ້ຳແລ້ວຊ້ຳເລື້ອງ: ການພັດທະນາທີ່ແທ້ຈິງເກີດຂຶ້ນເມື່ອທ່ານປະສົມການອອກແບບທີ່ມີປະສິດທິພາບເຂົ້າກັບລັກສະນະຂອງຜົງທີ່ເໝາະສົມ. ມັນເປັນເລື່ອງໜຶ່ງທີ່ເປັນເຈົ້າຂອງເຄື່ອງຈັກທີ່ສາມາດພິມຮູບຮ່າງທີ່ສັບສົນໄດ້, ແຕ່ມັນເປັນບັນຫາທີ່ຕ່າງກັນຢ່າງສິ້ນເຊີງທີ່ຈະອອກແບບຊິ້ນສ່ວນທີ່ນຳໃຊ້ຄວາມສາມາດທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງເຕັກໂນໂລຊີ laser powder bed fusion ຫຼື electron beam melting ໃຫ້ຄົບຖ້ວນ. ເມື່ອເຮົາເວົ້າເຖິງວັດຖຸດິບເຊັ່ນ: ໂລຫະປະສົມ Ti6Al4V ທີເຕເນຍ, ພວກເຮົາກຳລັງເວົ້າເຖິງໂລຫະປະສົມທີ່ເປັນທີ່ນິຍົມໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດ ເຊິ່ງມີຄວາມແຂງແຮງຢ່າງຍິ່ງ ແລະ ມີຄຸນສົມບັດທີ່ເຂົ້າກັນໄດ້ດີກັບຮ່າງກາຍ, ແຕ່ມັນກໍເປັນທີ່ຮູ້ກັນດີວ່າເປັນເລື່ອງທີ່ຍາກຫຼາຍທີ່ຈະເຮັດວຽກກັບມັນ ຖ້າທ່ານບໍ່ວາງແຜນລ່ວງໆ. ນີ້ແມ່ນຈຸດທີ່ຄຳຄົ້ນຄວ້າ 'ການອອກແບບສຳລັບການຜະລິດເພີ່ມ (Designing for Additive Manufacturing - DfAM)' ມີຄວາມສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງ, ໂດຍເປັນພິເສດຜ່ານການນຳໃຊ້ topology optimization. ເຖິງແມ່ນວ່າຊື່ນີ້ຈະຟັງເບິ່ງເປັນເລື່ອງທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍເທັກນິກ, ແຕ່ຫຼັກການນີ້ກໍງ່າຍດາຍ: ການຈັດວາງວັດຖຸດິບຢູ່ເທິງບ່ອນທີ່ເສັ້ນທາງຂອງແຮງທີ່ເກີດຂຶ້ນຕ້ອງການເທົ່ານັ້ນ ແລະ ຕັດອອກຈາກບ່ອນອື່ນທັງໝົດ.

ເປັນຫຍັງ Ti6Al4V ຈຶ່ງຕ້ອງການວິທີການອອກແບບທີ່ເປັນເອກະລັກ

Ti6Al4V ບໍ່ໄດ້ຖືກພິຈາລະນາວ່າເປັນວັດສະດຸທີ່ມີລາຄາຖືກ ຫຼື ເບົາເຊັ່ນດຽວກັບ ອາລູມິເນີອູມ. ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງມັນແມ່ນສາມາດຮູ້ສຶກໄດ້, ແຕ່ຄຸນສົມບັດທາງກົລະກົງທີ່ເດັ່ນເຖິງ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການກັດກິນທີ່ດີເລີດ ຈະເຮັດໃຫ້ຄຸນສົມບັດດັ່ງກ່າວຖືກຊົດເຊີຍ. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນຈຶ່ງເປັນວັດສະດຸທີ່ນິຍົມໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸດສາຫະກຳການບິນ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີການແພດຂັ້ນສູງ, ໂດຍເຫັນໄດ້ຈາກການນຳໃຊ້ໃນສ່ວນປະກອບທີ່ໃຊ້ແທນຂໍ້ຕໍ່ຂອງຮ່າງກາຍ ແລະ ສ່ວນປະກອບທີ່ໃຊ້ເປັນໂຄງສ້າງໃນການຜ່າຕັດ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຖ້ານັກອອກແບບເອົາແບບ CAD ທີ່ອອກແບບມາສຳລັບການຜະລິດແບບຕັດເອົາ (CNC machining) ແລ້ວນຳເຂົ້າໄປໃນເຄື່ອງພິມເມທອລ໌ດ້ວຍຜົງ Ti6Al4V ໂດຍບໍ່ມີການປັບປຸງ, ມູນຄ່າທີ່ສາມາດບັນລຸໄດ້ຈະຖືກເສຍໄປຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ສ່ວນປະກອບດັ່ງກ່າວຈະມີມວນນ້ຳໜັກທີ່ບໍ່ຈຳເປັນ ແລະ ສຳຄັນກວ່ານັ້ນ ມັນຈະເກີດຄວາມເຄັ່ງຕຶດທາງຄວາມຮ້ອນທີ່ສາມາດຫຼີກເວີ້ນໄດ້ໃນຂະນະທີ່ກຳລັງຜະລິດ.

ການຜະລິດແບບເພີ່ມເຕີມ ແລະ ການປັບປຸງ topology ເປີດໃຫ້ເຫັນຄວາມສາມາດໃນການຜະລິດສ່ວນປະກອບທີ່ສັບສົນ ທີ່ບໍ່ສາມາດຄິດໄດ້ເມື່ອສິບປີກ່ອນ. ເປົ້າຫມາຍແມ່ນການຫຼຸດຜ່ອນນ້ ໍາ ຫນັກ, ແຕ່ມັນແມ່ນຮູບແບບທີ່ແນ່ນອນຂອງການສູນເສຍນ້ ໍາ ຫນັກ: ກໍາ ຈັດຄວາມບໍ່ປະສິດທິພາບໃນຂະນະທີ່ເສີມຂະຫຍາຍເສັ້ນທາງສະເພາະທີ່ຮັບນ້ ໍາ ຫນັກ ກົນຈັກ.

ສິ່ງທ້າທາຍແມ່ນຢູ່ໃນລັກສະນະຂອງວັດສະດຸທີ່ບໍ່ມີຄວາມເມດຕາ. Ti6Al4V ສະແດງຄວາມແຂງແຮງສູງແລະມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະຮັກສາຄວາມກົດດັນທີ່ເຫຼືອ. ຖ້າການສຶກສາການປັບປຸງ topology ທົ່ວໄປຖືກປະຕິບັດໂດຍບໍ່ໃຫ້ຄວາມຈໍາກັດກ່ຽວກັບຂະ ຫນາດ ຄຸນລັກສະນະຕ່ ໍາ ສຸດຫຼືຄວາມຕ້ອງການໃນການຖອກຝຸ່ນຈາກຊ່ອງທາງພາຍໃນ, geometry ທີ່ໄດ້ຮັບຜົນໄດ້ຮັບ, ໃນຂະນະທີ່ ຫນ້າ ປະທັບໃຈໃນຈໍ, ຈະເປັນຄວາມຝັນຮ້າຍໃນການພິມແລະ ທໍາ ຄວາມສະອາດ. ໃນເວລາທີ່ອອກແບບ ສໍາ ລັບການຜະລິດເພີ່ມເຕີມກັບ Ti6Al4V, ຄົນ ຫນຶ່ງ ຕ້ອງພິຈາລະນາຮອບວຽນຊີວິດທັງ ຫມົດ ຂອງສ່ວນ, ຈາກເວລາທີ່ໃບ recoater ແຜ່ນແຜ່ນຝຸ່ນຈົນເຖິງການແຍກສຸດທ້າຍຈາກແຜ່ນກໍ່ສ້າງ.

ການຄຸ້ມຄອງການລຸກລຸກແລະໂຄງສ້າງການສະ ຫນັບ ສະ ຫນູນ

ຫນຶ່ງໃນຫຼັກການທຳອິດທີ່ຮຽນຮູ້ໃນການຜະລິດເຄື່ອງຈັກດ້ວຍເຕັກນິກການເພີ່ມວັດສະດຸດ້ວຍເຄື່ອງຈັກ (metal additive manufacturing) ແມ່ນວ່າ ພະລັງງານທາງຟິສິກສະເໝືອນກັບຄວາມຮ້ອນຈະຍັງຄົງມີຜົນຢູ່ເທິງວັດສະດຸຢູ່ເທິງທຸກໆເວລາ. ທີ່ເປັນຂອງ Ti6Al4V ໃນສະຖານະທີ່ລະລາຍແມ່ນທັງໝົດໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆໆ......

ຖ້າຊອບແວທີ່ໃຊ້ເພື່ອການເຮັດຄວາມເຫມາະສົມ (optimization software) ສ້າງຮູບຮ່າງທີ່ມີລັກສະນະຄ້າຍຄືກັບສິ່ງມີຊີວິດ ເຊິ່ງປະກອບດ້ວຍຊັ້ນທີ່ຢູ່ໃນທ່າທີ່ເປັນແນວນອນໂດຍບໍ່ມີການສະໜັບສະໜູນ, ນັກອອກແບບຈະຕ້ອງເຂົ້າໄປປັບປຸງຮູບຮ່າງດັ່ງກ່າວ ຫຼື ຕັ້ງຄ່າຂອບເຂດຂອງມຸມທີ່ບໍ່ສາມາດເຮັດໄດ້ (overhang constraints) ໃນຕົວແກ້ໄຂ (solver) ໂດຍເຂັ້ມງວດ. ເປົ້າໝາຍຂອງການນີ້ແມ່ນເພື່ອເຮັດໃຫ້ສ່ວນທີ່ສາມາດສະໜັບສະໜູນຕົວເອງ (self-supporting geometry) ມີສັດສ່ວນທີ່ຫຼາຍທີ່ສຸດ. ການຫຼຸດຜ່ອນຈຸດທີ່ສຳຜັດກັບສ່ວນທີ່ໃຊ້ສະໜັບສະໜູນ (support contact points) ແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍ, ເນື່ອງຈາກວ່າສ່ວນທີ່ໃຊ້ສະໜັບສະໜູນຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດ້ານວັດສະດຸ, ຕ້ອງໃຊ້ແຮງງານໃນການຖອດອອກ, ແລະ ຈະເຫຼືອຮ່ອຍທີ່ບໍ່ເລືອນ (rough surface artifacts) ເຊິ່ງຈະຕ້ອງໄດ້ຮັບການປັບປຸງຕື່ມຫຼັງຈາກການຜະລິດ.

ການຄົ້ນຄວ້າໃນປັດຈຸບັນກຳລັງສຶກສາເຖິງໄລຍະຫ່າງທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດຂອງຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ໃຊ້ເປັນຕົວ້ຮອງສຳລັບອາລ໌ລອຍນີ້ໂດຍເພີ່ມເຕີມ. ເປົ້າໝາຍແມ່ນເພື່ອກຳນົດໄລຍະຫ່າງສູງສຸດທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ລະຫວ່າງຟັນທີ່ໃຊ້ເປັນຕົວ້ຮອງກ່ອນທີ່ສ່ວນທີ່ຍື່ນອອກຈະເລີ່ມເກີດການເບີ່ງເບົາ. ໂດຍການປັບແຕ່ງຄ່າເຫຼົ່ານີ້ຢ່າງລະອຽດ, ການນຳໃຊ້ວັດສະດຸສຳລັບຕົວ້ຮອງສາມາດຫຼຸດລົງໄດ້ຢ່າງມີນັກ. ສຳລັບຊິ້ນສ່ວນ Ti6Al4V ທີ່ຈະນຳໃຊ້ໃນອຸປະກອນທາງການແພດທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ ຫຼື ການນຳໃຊ້ໃນດ້ານຫຸ່ນຍົນ, ຄວາມເປັນເອກະລາດຂອງພື້ນຜິວທາງໃນຂອງທໍ່ແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງ. ພື້ນທີ່ທີ່ມີຝຸ່ນທີ່ເຫຼືອຄ້າງຢູ່ໃນເຄືອຂ່າຍ (lattice) ຫຼື ສ່ວນທີ່ເປັນຕົວ້ຮອງທີ່ເປື່ອຍຫຼຸ່ນ ແລະ ອາດຈະຫຼຸດລົງໄດ້ໃນເວລາຕໍ່ມາ ແມ່ນບໍ່ເໝາະສົມ. ການອອກແບບຕ້ອງສາມາດຮັບເອົາຂັ້ນຕອນການລ້າງ ແລະ ການຢືນຢັນສຸດທ້າຍໄດ້ຕັ້ງແຕ່ເລີ່ມຕົ້ນ.

ໂຄງສ້າງເຄືອຂ່າຍ (Lattice Structures): ການເພີ່ມຄວາມແໜ້ນແຟ້ນ ແລະ ຫຼຸດນ້ຳໜັກ

ຖ້າການເລືອກຮູບແບບທີ່ດີທີ່ສຸດ (topology optimization) ກຳນົດຮູບຮ່າງທົ່ວໄປຂອງການອອກແບບ, ດັ່ງນັ້ນໂຄງສ້າງເຊື່ອມຕໍ່ກັນ (lattice structures) ຈະໃຫ້ລາຍລະອຽດທີ່ລະອຽດອີກ. ເມື່ອເຮັດວຽກກັບວັດສະດຸ Ti6Al4V, ການເຮັດໃຫ້ສ່ວນທີ່ເປັນທີ່ໝັ້ນຄົງເປັນທີ່ຫວ່າງພາຍໃນ (hollowing out) ແມ່ນມັກຈະບໍ່ພໍເພີ່ອຮັກສາຄວາມໜາຂອງຜະໜາງ ແລະ ຄວາມແໜ່ນຂອງທັງໝົດ. ນີ້ແມ່ນຈຸດທີ່ເຊລລ໌ໆ (unit cells) — ໂຄງສ້າງຈຸລະພາກທີ່ເກີດຊ້ຳກັນເຊັ່ນ: ລະບົບລູກເບິ່ງທີ່ມີຈຸດກາງ (body-centered cubic) ຫຼື ລະບົບ gyroid — ເຕີມເຕັມບໍລິເວນພາຍໃນ. ມັນເປັນເລື່ອງທີ່ນ່າອັດສະຈັນຫຼາຍທີ່ຄວາມແໜ່ນຂອງໂຄງສ້າງສາມາດຖືກຮັກສາໄວ້ໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ໃນເວລາທີ່ຫຼຸດນ້ຳໜັກຂອງຊິ້ນສ່ວນລົງໄດ້ 50% ຫຼື ຫຼາຍກວ່ານັ້ນ ໂດຍການປ່ຽນແທນສ່ວນທີ່ເປັນທີ່ໝັ້ນຄົງດ້ວຍໂຄງສ້າງເຊື່ອມຕໍ່ກັນທີ່ຖືກອອກແບບຢ່າງມີເປົ້າໝາຍ.

ພິຈາລະນາອົງປະກອບການຖ່າຍໂອນທາງກົລະເທດເຊັ່ນ: ເກີຣ໌. ການສຶກສາໃໝ່ໆ ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການປ່ຽນຮ່າງກາຍທີ່ເປັນຂອງແທ້ໆຂອງເກີຣ໌ແບບມາດຕະຖານດ້ວຍໂຄງສ້າງເຊື້ອໄຟທີ່ເຮັດຈາກ Ti6Al4V ສາມາດໃຫ້ຜົນປະໂຫຍດທີ່ສຳຄັນ. ໂດຍການນຳໃຊ້ຊອບແວທີ່ເຮັດການເລືອກຮູບແບບທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດ (topology optimization software) ເພື່ອແຜນທີ່ບໍ່ເທົ່າທຽງກັນຂອງຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ໜາແໜ້ນ ແລະ ຈຸດທີ່ສາມາດລົດລາງຂອງເສັ້ນສະຫຼັບ (struts) ໃຫ້ບາງລົງ, ນັກຄົ້ນຄວ້າບໍ່ພຽງແຕ່ໄດ້ເກີຣ໌ທີ່ເບົາລົງເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງໄດ້ເຫັນວ່າອົງປະກອບດັ່ງກ່າວມີການປະຕິບັດທາງໄດນາມິກທີ່ແຕກຕ່າງໄປເມື່ອຢູ່ພາຍໃຕ້ການເຄື່ອນໄຫວເພາະວ່າໂຄງສ້າງເຊື້ອໄຟນີ້ຊ່ວຍຫຼຸດການສັ່ນ. ຜົນປະໂຫຍດທີສອງນີ້ເກີດຂື້ນເທົ່ານັ້ນເມື່ອອົງປະກອບຖືກອອກແບບເປັນສະຖາປັດຕະຍະກຳທີ່ຖືກຄິດໄລ່ຢ່າງລະອຽດ ແທນທີ່ຈະເປັນວັດຖຸທີ່ເປັນຂອງແທ້ໆທັງໝົດ.

ໃນຂະແໜງການອຸດສາຫະກຳລົດຍົນ ແລະ ການຂົນສົ່ງ, ວິທີການນີ້ກຳລັງເປັນທີ່ຈຳເປັນຢ່າງຍິ່ງສຳລັບຊິ້ນສ່ວນຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ອຸປະກອນຈັບແຜ່ນດີດ (brake calipers) ຫຼື ອາວຸດຄວບຄຸມລະບົບຊ້ອນ (suspension control arms). ການຮວມການເລືອກຮູບຮ່າງທີ່ດີທີ່ສຸດ (topology optimization) ກັບການເຕີມເຕັມແບບເຊື້ອຂ່າຍ (lattice infill) ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນທັງມວນນ້ຳທີ່ບໍ່ຖືກຄວບຄຸມ (unsprung mass) ແລະ ຄວາມເຄື່ອນໄຫວເຊິ່ງເກີດຈາກການປະຕິບັດ (rotational inertia). ຄຸນສົມບັດທາງກົດເຄື່ອນຂອງ Ti6Al4V ທີ່ຜະລິດດ້ວຍວິທີການລະລາຍດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ້ວຍດຳເນີນດ......

ລະບົບວຽກງານຊອບແວທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຮູບຮ່າງທີ່ສັບສົນ

ການບັນລຸລະດັບຂອງຮູບຮ່າງທີ່ເປັນອິນຊີ່ (organic) ແລະ ມີນ້ຳໜັກເບົານີ້ ບໍ່ສາມາດເຮັດໄດ້ດ້ວຍການຈຳລອງແບບພາລາເມຕຣິກ (parametric modeling) ແບບດັ້ງເດີມເທົ່ານັ້ນ. ມັນຕ້ອງການຊຸດເຄື່ອງມືທີ່ມີຄວາມຊຳນິຊຳນານເປັນພິເສດ ເຊິ່ງສາມາດຈັດການກັບຮູບຮ່າງທີ່ບໍ່ຖືກກຳນົດຢ່າງຊັດເຈນ (implicit geometries). ພະລາດທີ່ຖືກອອກແບບມາສຳລັບການອອກແບບຄຳນວນຂັ້ນສູງ (advanced computational design) ໃຫ້ວິສະວະກອນສາມາດເຮັດວຽກກັບເຂດຂໍ້ມູນ (fields) ແລະ ສູດຄຳນວນ (equations) ແທນທີ່ຈະເປັນພຽງແຕ່ການຮ່າງຮູບຮ່າງທີ່ເປັນທີ່ໝັ້ນ (solids) ແລະ ນຳໃຊ້ການຕັດ (cuts) ເທົ່ານັ້ນ. ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ: ໃນການພັດທະນາອຸປະກອນທາງການແພດເຊັ່ນ ສ່ວນປະກອບຂອງຂໍ້ເຂົ່າທີ່ເປັນອຸປະກອນຊ່ວຍ (knee prosthesis component), ເຄື່ອງມືເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ເກີດການອອກແບບທີ່ມີປະສິດທິຜົນສູງສຸດ (topological optimization) ໂດຍທີ່ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງໂຄງສ້າງເຊື້ອແທນ (lattice density) ຖືກປັບປຸງພາຍໃນໂຄງສ້າງຂອງຂ້າງເທິງຂອງຂໍ້ເຂົ່າ (femoral structure) ໂດຍອີງໃສ່ແຜນທີ່ຄວາມເຄັ່ງຕຶງ (stress maps) ຈາກການວິເຄາະເຄື່ອນທີ່ຈຳກັດ (finite element analysis - FEA).

ໃນເຂດທີ່ມີຄວາມເຄັ່ງຕຶງສູງຢູ່ໃກ້ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ ຕົວແຖວຂອງເຄືອຂ່າຍຈະຖືກເຮັດໃຫ້ໜາຂຶ້ນ. ແຕ່ໃນເຂດທີ່ມີຄວາມເຄັ່ງຕຶງຕ່ຳ ຕົວແຖວຈະຖືກຫຼຸດລົງເຖິງຄວາມໜາທີ່ໜ້ອຍທີ່ສຸດທີ່ຍັງເປັນໄປໄດ້. ວິທີການອອກແບບທີ່ອີງໃສ່ຄວາມເຄັ່ງຕຶງແບບເຄື່ອນໄຫວນີ້ເໝາະສົມຢ່າງຍິ່ງກັບ Ti6Al4V ເນື່ອງຈາກມັນສາມາດສະທ້ອນເຖິງເສັ້ນທາງຂອງແຮງທີ່ເກີດຂຶ້ນຈິງໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງສູງ. ຜົນໄດ້ຮັບເບື້ອງຕົ້ນຈາກໂປຣແກຣມວິເຄາະມັກຈະເປັນເຄືອຂ່າຍທີ່ມີຮູບຮ່າງສັບສົນ ແລະ ມີລັກສະນະຄືກັບສິ່ງມີຊີວິດ ເຊິ່ງສະແດງເຖິງການຈັດສັນມວນນ້ຳໜັກທີ່ດີທີ່ສຸດ.

ຄວາມຊຳນິຊຳນານທີ່ແທ້ຈິງໃນການອອກແບບສຳລັບການຜະລິດດ້ວຍເຕັກໂນໂລຊີເພີ່ມ (DfAM) ຢູ່ທີ່ການປັບປຸງເຄືອຂ່າຍນີ້. ພື້ນໜ້າຕ່າງໆຈະຕ້ອງຖືກເຮັດໃຫ້ເລືອນເພື່ອປ້ອງກັນການເກີດການເຄື່ອນທີ່ທີ່ບໍ່ສະເໝີພາບ ຫຼື ການຂັດຂວາງການລົ້ນໄຫຼພາຍໃນສະພາບແວດລ້ອມຂອງກາຊທີ່ບໍ່ເຮັດປະຕິກິລິຍາໃນຫ້ອງຜະລິດ. ຜູ້ໃຫ້ບໍລິການດ້ານການປັບປຸງສະເພາະດ້ານເຂົ້າໃຈດີວ່າ ພື້ນໜ້າທີ່ບໍ່ເລືອນ ແລະ ມີລັກສະນະຂັບຂວາງທີ່ໄດ້ຈາກການພິມອອກມາໂດຍກົງໃນ Ti6Al4V ອາດເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຈຸດເປົ້າໝາຍທີ່ເກີດຄວາມເຄັ່ງຕຶງສູງ ແລະ ສາມາດເປັນຈຸດເລີ່ມຕົ້ນຂອງການກັດກາຍ. ໂດຍການປັບປຸງຄວາມເຄີ້ວຂອງເຄືອຂ່າຍທີ່ຖືກອອກແບບໃຫ້ເໝາະສົມກ່ອນການພິມ ຈະຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມພະຍາຍາມທີ່ຈະຕ້ອງເຮັດໃນຂະບວນການຕໍ່ໄປເຊັ່ນ: ການຂັດເງົາ ແລະ ການປັບປຸງພື້ນໜ້າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ເຊິ່ງຮັບປະກັນວ່າຊິ້ນສ່ວນຈະເຂົ້າກັບຂອບເຂດຄວາມຖືກຕ້ອງທີ່ກຳນົດໄວ້ຢ່າງເຂັ້ມງວດ.

ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ມັນເປັນສິ່ງທີ່ຈຳເປັນຢ່າງຍິ່ງທີ່ຈະຕ້ອງຢືນຢັນວ່າການອອກແບບບໍ່ມີຊ່ອງຫວ່າງທີ່ຊື່ງເປັນທີ່ທີ່ຝຸ່ນອາດຈະຖືກຄັດຈັບໄວ້ຢ່າງຖາວອນ. ລະດັບຄວາມເປັນໄປໄດ້ໃນການຜະລິດນີ້ຕ້ອງການຄວາມເຂົ້າໃຈຢ່າງເລິກເຊິ່ງທັງເຖິງເຫດຜົນທາງອັລກົຣິດີມ ແລະ ດີນາມິກທາງຮ່າງກາຍຂອງບ່ອນທີ່ເກີດການລະລາຍ.

ອິດທິພົນຂອງດີນາມິກທາງຄວາມຮ້ອນຕໍ່ຮູບຮ່າງສຸດທ້າຍ

ສິ່ງທີ່ເປັນສັດຕູທີ່ອ່ອນແອແຕ່ມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍໃນການພິມດ້ວຍເຄື່ອງທີ່ໃຊ້ໂລຫະ ແລະ ࡒີ່ມັກຖືກລືມໄປເວລາທຳການວິເຄາະຄວາມເຄັ່ງຕົວໃນສະຖານະທີ່ຢູ່ນິ່ງຄື ການຈັດການຄວາມຮ້ອນ. ການລະລາຍ Ti6Al4V ໂດຍໃຊ້ແຫຼ່ງພະລັງງານທີ່ເຂັ້ມຂຸ້ນຈະເຮັດໃຫ້ມີການປ້ອນພະລັງງານຈຳນວນຫຼາຍເຂົ້າໄປໃນເຂດທີ່ມີຂະໜາດນ້ອຍຫຼາຍ. ການເຢັນຢ່າງໄວວ່າຈະເຮັດໃຫ້ເກີດເຖິງສະພາບຄວາມເຄັ່ງຕົວທາງໃນທີ່ສັບສົນທີ່ເອີ້ນວ່າ 'ຄວາມເຄັ່ງຕົວທີ່ເຫຼືອຄ້າງ'. ຖ້າຊິ້ນສ່ວນທີ່ຜ່ານການອອກແບບດ້ວຍເຕັກນິກ topology optimization ມີສ່ວນທີ່ມີຂະໜາດໃຫຍ່ຫຼາຍຢູ່ຕິດກັບສ່ວນທີ່ບາງຫຼາຍ, ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອຸນຫະພູມທີ່ເກີດຂຶ້ນຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການເບິ່ງເບື້ອນເວລາການພິມ ຫຼື ໃນກໍລະນີທີ່ຮ້າຍແຮງ ອາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຫາຍຕໍ່ເຄື່ອງຈັກ recoater.

ດັ່ງນັ້ນ, ເຄື່ອງມືຈຳລອງຂັ້ນສູງໃນປັດຈຸບັນຈຶ່ງເຊື່ອມຕໍ່ວິທະຍາສາດຄວາມຮ້ອນເຂົ້າໄປໃນວຟົງການປັບປຸງຢ່າງເປັນທາງການ, ໂດຍການວິເຄາະການຄວບຄຸມການຮ້ອນເກີນໄປໃນຂະຫນາດຂະບວນການການປະສົມ. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າ ຮູບຮ່າງທີ່ເບົາທີ່ສຸດທີ່ຖືກຄາດຄະເນໂດຍການວິເຄາະດ້ານກົນໄກຢ່າງເດີ່ยวອາດຈະບໍ່ແມ່ນຍຸດທະສາດການພິມທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດ. ນັກອອກແບບອາດຈະຕ້ອງເພີ່ມວັດສະດຸຄືນເຂົ້າໄປຢ່າງມີເປົ້າໝາຍ ຫຼື ປະກອບຄຸນລັກສະນະການຈັດການຄວາມຮ້ອນເພື່ອຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຂອງບ່ອນລະລາຍ. ມັນເປັນຄວາມສົມດຸນທີ່ບໍ່ງ່າຍດາຍລະຫວ່າງການບັນລຸເປົ້າໝາຍດ້ານກົນໄກ ແລະ ການຮັບປະກັນຄວາມສະຖຽນຂອງຄວາມຮ້ອນ. ເມື່ອຄວາມສົມດຸນນີ້ຖືກບັນລຸ, ການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມເຄັ່ງຕຶດໃນພາຍໃນອາດຈະເຮັດໃຫ້ບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງຜ່ານຂະບວນການກົດຮ້ອນແບບອິດສະຫຼະ (hot isostatic pressing) ທີ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ປະຢັດເວລາ ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໄດ້ຢ່າງມີນັກ.

ການຂະຫຍາຍເຂດຂອງການອອກແບບທີ່ສາມາດຜະລິດໄດ້

ໃນອະນາຄົດ, ວິທີການອອກແບບຊິ້ນສ່ວນ Ti6Al4V ຈະຍັງຄົງພັດທະນາໄປຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ອຸດສາຫະກຳກຳລັງເຄື່ອນຍ້າຍອອກຈາກການວິເຄາະສະຖານະການທີ່ເປັນຄ່າຄົງທີ່ ໄປສູ່ການອອກແບບທີ່ຖືກປັບແຕ່ງໃຫ້ເໝາະສົມກັບຄວາມຖີ່ຂອງການສັ່ນຫຼືຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການດັດແປງທີ່ເກີດຈາກການຕີ. ຄວາມຍືນຍົງຍັງເປັນປັດໄຈທີ່ຂັບເຄື່ອນການປ່ຽນແປງຢ່າງໃຫຍ່ຫຼວງໃນດ້ານນີ້. ເນື່ອງຈາກວ່າຜົງ Ti6Al4V ແມ່ນເປັນຊັບພະຍາກອນທີ່ມີຄຸນຄ່າສູງ ແລະ ຕ້ອງໃຊ້ພະລັງງານຫຼາຍ, ດັ່ງນັ້ນການຫຼຸດຜ່ອນຂະບວນການສູນເສຍຈຶ່ງເປັນສິ່ງທີ່ສຳຄັນຫຼາຍ. ໂດຍການນຳໃຊ້ການອອກແບບທີ່ອີງໃສ່ໂຄງສ້າງ (topology optimization) ເພື່ອຜະລິດຊິ້ນສ່ວນທີ່ເບົາ ແລະ ມີຂະໜາດນ້ອຍລົງ, ການໃຊ້ຜົງຕໍ່ແຕ່ລະການຜະລິດຈຶ່ງຫຼຸດລົງຕາມທຳມະຊາດ. ເມື່ອເຕັກນິກການນຳມາໃຊ້ຄືນໃໝ່ (recycling) ແລະ ມາດຕະຖານການຮັບຮອງ (certification standards) ມີຄວາມກ້າວໜ້າຫຼາຍຂຶ້ນ, ຄວາມຝັນທີ່ຈະຜະລິດຊິ້ນສ່ວນທີ່ເຮັດຈາກທອງແດງ (titanium) ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ ບໍ່ພຽງແຕ່ເບົາ ແລະ ແຂງແຮງຂຶ້ນເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງເປັນມິດຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມຫຼາຍຂຶ້ນເທື່ອລະນ້ອຍ ເມື່ອທຽບກັບຊິ້ນສ່ວນທີ່ຜະລິດດ້ວຍວິທີການຕີຂຶ້ນ (forged) ຫຼື ເທີງ (cast) ຈະກາຍເປັນຄວາມຈິງທີ່ເປັນໄປໄດ້.

ພວກເຮົາຢູ່ໃນໄລຍະທີ່ຫນ້າຕື່ນເຕັ້ນ ບ່ອນທີ່ຂໍ້ຈໍາກັດຕົ້ນຕໍ ບໍ່ເປັນຮາດແວເອງອີກຕໍ່ໄປ ແຕ່ເປັນການສ້າງສັນຂອງນັກອອກແບບ ໃນການແຈກຢາຍວັດສະດຸ ແລະຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງເຂົາເຈົ້າ ກ່ຽວກັບການພົວພັນກັນທີ່ສັບສົນ ລະຫວ່າງ ແຫຼ່ງພະລັງງານ, ຕຽງຝຸ່ນ, ແລະກິລາສາດທີ່ກໍາລັງພັດທະນາ ການຄອບຄອງການພົວພັນກັນນີ້ ແມ່ນກຸນແຈໃນການເປີດຕົວຄວາມສາມາດເຕັມຂອງ Ti6Al4V ໃນຍຸກການຜະລິດສານເພີ່ມເຕີມ.