کاغذ جعبه مقوا

ناسا و ESA هر دو ترکیب یک پرتو الکترونی با سیم را برای اولین آزمایشات با چاپ سه بعدی در فضا انتخاب کرده اند (مرجع 14، 15). کارن تامینگر و همکارانش فرآیند ساخت فرم آزاد پرتو الکترونی (EBFFF) را برای تحقق پرینت سه بعدی فلزی در گرانش صفر توسعه دادند. آنها از یک تفنگ EB جوشکاری سنتی از نوع Pierce و یک پیکربندی تغذیه جانبی منبع سیم به نقطه رسوب استفاده کردند. آنها آزمایش‌های خود را در یک شبیه‌ساز گرانش صفر انجام دادند (مرجع 16)، که امکان‌سنجی فنی روش توسعه‌یافته و شاخص‌های کیفیت خوب مواد رسوب‌شده حاصل را نشان داد.

با این حال، این پروژه بیشتر از شبیه سازی آزمایش ها پیشرفت نکرد، ظاهراً به دلیل تجهیزات دست و پا گیر، کنترل های پیچیده، و محصولات بیش از حد درشت که نیاز به پس پردازش قابل توجهی برای دادن شکل نهایی محصول دارند (مراجعه 17). مشکلات مربوط به دقت و وضوح به دلیل تغذیه سیم جانبی و تمرکز بیش از حد انرژی در کانون پرتو تفنگ جوش EB بود که بسیار کوچکتر از قطر باریکترین سیم است - آنها مجبور بودند غلظت انرژی بیش از حد را در این پیکربندی توزیع کنند زیرا بر قیمت پروفیل تاثیرگذار بود. اسکن اطراف نقطه تغذیه سیم در این مورد، این نقطه تغذیه دائما در حال تغییر است. بنابراین ذوب سیم اساساً در حوضچه مذاب روی سطح اتفاق می افتد که عمدتاً به دلیل گرمای اضافی انباشته شده در این استخر است.

سایر محققان تلاش بعدی را برای بهبود کیفیت محصولات به دست آمده با روش EBFFF با استفاده از نظارت بر فرآیند آنلاین فوق العاده دقیق و کنترل فوق دینامیکی و دقیق پرتو الکترونی در طول رسوب فلز انجام دادند (مرجع 18). آنها هنوز توسعه چنین سیستم کنترل بسته ای را تکمیل نکرده اند. متخصصان متالورژی می‌توانند فرض کنند که اگرچه این رویکرد می‌تواند دقت رسوب‌گذاری را بهبود بخشد، اما وضوح چاپ سه بعدی و کیفیت مواد رسوب‌شده را به‌طور چشمگیری بهبود نمی‌بخشد، زیرا این پیشرفت ماهیت فرآیند، یعنی ذوب شدن را تغییر نمی‌دهد. سیم در استخر به دلیل گرمای جمع شده در آنجا.

با این وجود، کارهای پیشگام ناسا با EBFFF الهام بخش نویسندگان این مقاله برای توسعه یک راه حل چاپ سه بعدی فلزی است که قادر به تحقق رویاهای جاه طلبانه کاوشگران فضا برای تولید محصولات فلزی با کیفیت بالا و آماده برای استفاده در گرانش صفر است.

پرتو الکترونی نمایه همراه با تغذیه سیم کواکسیال کلید تضمین کنترل دقیق و پایداری فرآیند چاپ سه بعدی است.
مشکلات مربوط به دقت و کیفیت محصولات پرینت سه بعدی مطابق با روش های مرسوم EBFFF ناشی از استفاده از پرتو الکترونی با غلظت انرژی بالا تولید شده توسط تفنگ های EB جوشکاری سنتی است. در فرآیندهای جوشکاری، غلظت انرژی بالا برای اطمینان از نفوذ عمیق در محل اتصال قطعات جوش داده شده ضروری است، به خصوص اگر آنها از مواد با دمای ذوب بالا ساخته شده باشند. بنابراین، تفنگ های EB جوشکاری به گونه ای پیکربندی شده اند که تشکیل نقطه کانونی کوچکترین نقطه ممکن را فراهم کنند و تمام انرژی پرتو در این کانون آزاد می شود. این با استفاده از یک ولتاژ شتاب دهنده بالا (معمولاً نه کمتر از 60 کیلو ولت) و یک سیستم فوکوس و اسکن چند سطحی پیچیده ارائه می شود. اما در فرآیندهای پرینت سه بعدی که طبق تعریف رسوب لایه به لایه هستند، نیازی به نفوذ عمیق نیست. این حتی اثرات منفی دارد، زیرا می تواند به لایه های قبلی آسیب برساند. در پرینت سه بعدی، هر چه لایه نازکتر باشد، وضوح محصول بهتر است. بنابراین، اگر از تفنگ EB جوشکاری معمولی استفاده می‌کنید، باید از اسکن بسیار سریع و دقیق استفاده کنید تا یک حوضچه مذاب روی سطح ایجاد کنید که به اندازه کافی پهن باشد تا سیم تغذیه شده را احاطه کند، اما نه خیلی عمیق برای جلوگیری از ذوب شدن مدل ساخته شده از قبل ( رجوع 19).

https://www.behance.net/cartonsazi

ناسا و ESA هر دو ترکیب یک پرتو الکترونی با سیم را برای اولین آزمایشات با چاپ سه بعدی در فضا انتخاب کرده اند (مرجع 14، 15). کارن تامینگر و همکارانش فرآیند ساخت فرم آزاد پرتو الکترونی (EBFFF) را برای تحقق پرینت سه بعدی فلزی در گرانش صفر توسعه دادند. آنها از یک تفنگ EB جوشکاری سنتی از نوع Pierce و یک پیکربندی تغذیه جانبی منبع سیم به نقطه رسوب استفاده کردند. آنها آزمایش‌های خود را در یک شبیه‌ساز گرانش صفر انجام دادند (مرجع 16)، که امکان‌سنجی فنی روش توسعه‌یافته و شاخص‌های کیفیت خوب مواد رسوب‌شده حاصل را نشان داد.

با این حال، این پروژه بیشتر از شبیه سازی آزمایش ها پیشرفت نکرد، ظاهراً به دلیل تجهیزات دست و پا گیر، کنترل های پیچیده، و محصولات بیش از حد درشت که نیاز به پس پردازش قابل توجهی برای دادن شکل نهایی محصول دارند (مراجعه 17). مشکلات مربوط به دقت و وضوح به دلیل تغذیه سیم جانبی و تمرکز بیش از حد انرژی در کانون پرتو تفنگ جوش EB بود که بسیار کوچکتر از قطر باریکترین سیم است - آنها مجبور بودند غلظت انرژی بیش از حد را در این پیکربندی توزیع کنند زیرا بر قیمت پروفیل تاثیرگذار بود. اسکن اطراف نقطه تغذیه سیم در این مورد، این نقطه تغذیه دائما در حال تغییر است. بنابراین ذوب سیم اساساً در حوضچه مذاب روی سطح اتفاق می افتد که عمدتاً به دلیل گرمای اضافی انباشته شده در این استخر است.

سایر محققان تلاش بعدی را برای بهبود کیفیت محصولات به دست آمده با روش EBFFF با استفاده از نظارت بر فرآیند آنلاین فوق العاده دقیق و کنترل فوق دینامیکی و دقیق پرتو الکترونی در طول رسوب فلز انجام دادند (مرجع 18). آنها هنوز توسعه چنین سیستم کنترل بسته ای را تکمیل نکرده اند. متخصصان متالورژی می‌توانند فرض کنند که اگرچه این رویکرد می‌تواند دقت رسوب‌گذاری را بهبود بخشد، اما وضوح چاپ سه بعدی و کیفیت مواد رسوب‌شده را به‌طور چشمگیری بهبود نمی‌بخشد، زیرا این پیشرفت ماهیت فرآیند، یعنی ذوب شدن را تغییر نمی‌دهد. سیم در استخر به دلیل گرمای جمع شده در آنجا.

با این وجود، کارهای پیشگام ناسا با EBFFF الهام بخش نویسندگان این مقاله برای توسعه یک راه حل چاپ سه بعدی فلزی است که قادر به تحقق رویاهای جاه طلبانه کاوشگران فضا برای تولید محصولات فلزی با کیفیت بالا و آماده برای استفاده در گرانش صفر است.

پرتو الکترونی نمایه همراه با تغذیه سیم کواکسیال کلید تضمین کنترل دقیق و پایداری فرآیند چاپ سه بعدی است.
مشکلات مربوط به دقت و کیفیت محصولات پرینت سه بعدی مطابق با روش های مرسوم EBFFF ناشی از استفاده از پرتو الکترونی با غلظت انرژی بالا تولید شده توسط تفنگ های EB جوشکاری سنتی است. در فرآیندهای جوشکاری، غلظت انرژی بالا برای اطمینان از نفوذ عمیق در محل اتصال قطعات جوش داده شده ضروری است، به خصوص اگر آنها از مواد با دمای ذوب بالا ساخته شده باشند. بنابراین، تفنگ های EB جوشکاری به گونه ای پیکربندی شده اند که تشکیل نقطه کانونی کوچکترین نقطه ممکن را فراهم کنند و تمام انرژی پرتو در این کانون آزاد می شود. این با استفاده از یک ولتاژ شتاب دهنده بالا (معمولاً نه کمتر از 60 کیلو ولت) و یک سیستم فوکوس و اسکن چند سطحی پیچیده ارائه می شود. اما در فرآیندهای پرینت سه بعدی که طبق تعریف رسوب لایه به لایه هستند، نیازی به نفوذ عمیق نیست. این حتی اثرات منفی دارد، زیرا می تواند به لایه های قبلی آسیب برساند. در پرینت سه بعدی، هر چه لایه نازکتر باشد، وضوح محصول بهتر است. بنابراین، اگر از تفنگ EB جوشکاری معمولی استفاده می‌کنید، باید از اسکن بسیار سریع و دقیق استفاده کنید تا یک حوضچه مذاب روی سطح ایجاد کنید که به اندازه کافی پهن باشد تا سیم تغذیه شده را احاطه کند، اما نه خیلی عمیق برای جلوگیری از ذوب شدن مدل ساخته شده از قبل ( رجوع 19).

https://www.behance.net/cartonsazi