Máy in 3D rất có thể sẽ sớm trở nên hiệu quả trong việc chế tạo các bộ phận bằng nhựa và kim loại phức tạp. Điều này hiện có thể thực hiện được với phần mềm mới được phát triển tại Đại học Michigan giúp giảm sự tích tụ nhiệt bất lợi trong các máy in nhiệt hạch bằng bột laze.
Tín dụng hình ảnh: Shutterstock.com/Alex_Traksel
Trong một nghiên cứu gần đây, phần mềm có tên SmartScan đã cho thấy sự tiến bộ 41% trong việc phân phối nhiệt và giảm 47% sự biến dạng.
Nó cũng có khả năng đẩy nhanh quá trình sản xuất theo hai cách: bằng cách giảm thiểu nhu cầu máy in chạy chậm lại để giúp làm mát và bằng cách giảm số lượng các lỗi liên quan đến nhiệt cần được sửa chữa sau khi in.
Vấn đề này thậm chí còn nghiêm trọng hơn đối với các bộ phận có tính năng thực sự mỏng. Nhiệt lượng không có nhiều chỗ để phát tán, vì vậy bạn cần phải thông minh về cách di chuyển tia laser xung quanh, nếu không bộ phận của bạn sẽ biến dạng theo những cách thực sự kỳ lạ .
Chinedum Okwudire, Tác giả nghiên cứu và Phó Giáo sư, Kỹ sư Cơ khí, Đại học Michigan
SmartScan giải quyết vấn đề bằng cách phân tích cách nhiệt truyền đi trong một bộ phận nhất định và lập bản đồ trình tự quét được tối ưu hóa để hạn chế tích tụ nhiệt ở các khu vực cụ thể. Nó kiểm tra hình dạng của bộ phận cũng như các đặc tính nhiệt của vật liệu, chẳng hạn như truyền nhiệt dẫn điện và đối lưu.
Nhiều người đã thử các kiểu in khác nhau để giảm thiểu sự tích tụ nhiệt, chẳng hạn như nhảy từ khu vực này sang khu vực khác hoặc thay đổi hướng quét ngang và dọc. Mặt khác, SmartScan là giải pháp đầu tiên, theo Okwudire, sử dụng mô hình nhiệt để dẫn đường cho tia laser phân tán nhiệt đồng đều hơn.
Khi bạn đưa khoa học vào, bạn có thể làm theo cách tốt hơn và hiệu quả với cả những bộ phận phức tạp nhất .
Chinedum Okwudire, Tác giả nghiên cứu và Phó Giáo sư, Kỹ sư Cơ khí, Đại học Michigan
Các nhà khoa học đã sử dụng tia laser để in một hình bằng nhau lên hai tấm thép không gỉ để kiểm tra tính hiệu quả của phiên bản SmartScan đầu tiên. Đối với tấm đầu tiên, họ sử dụng phương pháp SmartScan, sau đó chuyển sang các mẫu in thông thường cho tấm thứ hai. Các bản in SmartScan luôn ít bị cong vênh hơn và có sự phân bố nhiệt ổn định hơn trong quá trình đánh dấu so với các kỹ thuật khác.
Các nhà nghiên cứu lạc quan rằng với nhiều nghiên cứu hơn, họ sẽ có thể điều chỉnh SmartScan để tạo ra các bộ phận 3D hoàn chỉnh dựa trên kết quả của thí nghiệm. Họ có kế hoạch cải tiến phần mềm bằng cách đưa bột kim loại hoặc bột dẻo vào mô hình nhiệt và cho phép cập nhật trình tự quét chủ động trong quá trình in dựa trên các phép đo nhiệt độ thời gian thực được thực hiện bằng máy ảnh hồng ngoại.
Kết quả rất hứa hẹn và chúng tôi đã nhận được rất nhiều phản hồi tích cực. Chúng tôi đã sử dụng một mô hình đơn giản vì nó hoạt động và nó hoạt động tốt hơn các phương pháp thử-và-sai được sử dụng ngày nay. Chúng tôi muốn tập trung theo hướng thiết thực và thực sự có cơ hội tạo ra sự khác biệt .
Chinedum Okwudire, Tác giả nghiên cứu và Phó Giáo sư, Kỹ sư Cơ khí, Đại học Michigan
Okwudire đã bắt đầu trình diễn phần mềm này cho các đối tác trong ngành.
Trường Đại học Kỹ thuật và Khoa Cơ khí của Đại học Michigan đã tài trợ cho nghiên cứu. Đại học Michigan đã nộp đơn xin bảo hộ bằng sáng chế và đang tìm kiếm các đối tác để giúp họ thương mại hóa công nghệ này.
(Nguồn: azom.com)
Cảm ơn đã theo dõi hết bài viết!!!
