การพิมพ์ 3 มิติด้วยอลูมิเนียม

การพิมพ์ 3 มิติกับอลูมิเนียม

สำหรับการผลิตชิ้นส่วนเฉพาะที่กำหนดเองอันแสนซับซ้อนและการผลิตชุดเล็ก (Small series manufacturing) การพิมพ์โลหะแบบสามมิติได้พิสูจน์คุณค่าของมันแล้ว อย่างไรก็ตาม สำหรับชุดการผลิตขนาดใหญ่จำเป็นต้องใช้การพิมพ์สามมิติสำหรับอุตสาหกรรม ผู้เชี่ยวชาญเชื่อว่าอลูมิเนียมมีความเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับวัตถุประสงค์นี้

อลูมิเนียมมีคุณสมบัติเป็นเหมือนวัสดุเอนกประสงค์สำหรับการพิมพ์แบบสามมิติ ผู้เชี่ยวชาญในทีมงานโครงการที่ก่อตั้งโดย Aerotec ซึ่งเป็นผู้ให้บริการเทคโนโลยี EOS และผู้ผลิตยานยนต์ Daimler กล่าว ทั้งนี้ ตั้งแต่กลางปี ​​2017 ผู้เข้าร่วมโครงการ “NextGenAM” ได้ทำงานร่วมกันเพื่อพัฒนาระบบการผลิตสำหรับ additive series production กระบวนการผลิตที่จำเป็นต้องถูกรวมเข้าสู่สายการผลิต ถือเป็นการสร้างฐานสำหรับ mass production งานอุตสาหกรรมโดยอัตโนมัติ ทีมงานโครงการจะใช้ synergies และความต้องการที่แตกต่างกันของคู่ค้าเป็นตัวตั้ง กระบวนการนี้ประกอบด้วยขั้นตอนทั้งหมด ตั้งแต่ผงโลหะไปจนถึงขั้นตอนการประมวลผลแต่ละขั้นตอนและกระบวนการพิมพ์ไปจนถึงการ reworking แม้จะมีลำดับความสำคัญในการพัฒนาที่แตกต่างกัน แต่ผู้เข้าร่วมโครงการทั้งหมดต่างโฟกัสไปที่ความสำเร็จในการใช้เวลาน้อยลงในการผลิตงานและการมีประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจสูง

อิสระภาพของการออกแบบ

นอกเหนือจากการออกแบบสายการผลิตที่มีประสิทธิภาพสูงแล้ววิศวกรยังต้องออกแบบชิ้นส่วนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายด้วย การพิมพ์แบบสามมิติมีความเป็นไปได้ในทางเทคนิคสำหรับแนวคิดของนักออกแบบ ส่งผลให้เกิดข้อได้เปรียบมากมายสำหรับการใช้งานส่วนประกอบต่างๆที่ผลิตโดยใช้การพิมพ์แบบสามมิติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งชิ้นส่วนของยานอวกาศ การรวมอลูมิเนียมกับไททาเนียมเข้าด้วยกันในการพิมพ์แบบสามมิติทำให้เกิดชิ้นงานที่มีคุณสมบัติและข้อดีที่โดดเด่น ซึ่งรวมถึงส่วนประกอบที่มีประสิทธิภาพและมีน้ำหนักเบากว่าชิ้นส่วนที่ผลิตโดยมาตรฐานทั่วไป ข้อมูลเชิงลึกที่เกิดขึ้นสามารถถ่ายโอนไปยังการผลิตแบบเป็นชุด ตัวอย่างเช่น ในด้านวิศวกรรมยานยนต์ ผู้ผลิตยายยนต์ชาวอเมริกันแสดงให้เห็นโอกาสในการผลิตยานพาหนะที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ด้วยแผ่นดิสก์เบรคที่ทำจากอลูมิเนียมโดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์แบบสามมิติซึ่งได้พิสูจน์แล้วว่าเบากว่าการออกแบบทั่วไปถึง 50%

การชดเชยข้อเสีย

นอกเหนือจากการออกแบบส่วนประกอบและการวางแผนการผลิตแล้ว การพัฒนาส่วนประกอบยังต้องมีการเลือกวัสดุที่เหมาะสมด้วย นักพัฒนาผลิตภัณฑ์มีอลูมิเนียมหลากหลายชนิดที่นำมาใช้ในกระบวนการผลิตแบบดั้งเดิมเช่น การกัด การพลิก การหล่อ การหลอมและการกด โลหะผสมเหล่านี้ถูกใช้ตามความต้องการเฉพาะของแต่ละชิ้นงาน ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของงาน Machiningและความคงทนแข็งแรง อย่างไรก็ตาม ใช่ว่าโลหะผสมทุกชนิดจะเหมาะสำหรับกระบวนการขึ้นรูปชิ้นงานด้วยการเติมเนื้อวัสดุ (additive processes)

ทั้งนี้ ในปัจจุบันมักใช้อลูมิเนียม AlSi10Mg มากที่สุด อย่างไรก็ตาม ยังต้องมีการพัฒนาอลูมิเนียมเนื้อพิเศษที่เหมาะกับการพิมพ์แบบสามมิติเพื่อชดเชยข้อเสียของกระบวนการที่เกี่ยวข้อง

การสร้างงานน้ำหนักเบากำลังเป็นแนวโน้มสำคัญในทุกอุตสาหกรรม

ในบรรดาอุตสาหกรรมที่กำลังเติบโต การลดน้ำหนักเป็นหนึ่งในเกณฑ์การพัฒนาที่มีอิทธิพลมากที่สุดโดยเฉพาะในอุตสาหกรรมยานยนต์ การบิน วิศวกรรมเครื่องกลและพลังงานลม ตลอดจนโครงสร้างพื้นฐาน เทคโนโลยีทางการแพทย์และภาคสันทนาการ กีฬาและการเดินเรือทะเล ทั้งนี้ น้ำหนักไม่เพียงต้องลดลงด้วยการใช้วัสดุที่มีน้ำหนักเบาเท่านั้น แต่ยังต้องรวมฟังก์ชันการใช้งานต่างๆ ไว้ด้วย รวมถึงใช้การออกแบบที่ช่วยให้สามารถรับน้ำหนักและใช้วัสดุเฉพาะได้มากขึ้นด้วย

อุตสาหกรรมการบินและอวกาศและยานยนต์เป็นผู้ขับเคลื่อนนวัตกรรมใหม่ในสายงานการประกอบสร้างวัสดุหรือชิ้นงานที่มีน้ำหนักเบา น้ำหนักทุกๆ กิโลกรัมของรถที่ลดลงจะทำให้น้ำหนักบรรทุกเพิ่มขึ้นทุกๆ กิโลกรัมเช่นกัน รถยนต์ที่มีน้ำหนักเบาลงอีก 100 กิโลกรัมจะใช้เชื้อเพลิงน้อยลง 0.5 ลิตร ต่อ 100 กม. Airbus A320 ใช้  kerosene น้อยลง 10,000 ลิตรต่อปีเมื่อน้ำหนักเบาลง 100 กก.

 

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Categories