ການນຳໃຊ້ເຕັກໂນໂລຊີການສ້າງຮູບຮ່າງລຳແສງໃນການຜະລິດສານເພີ່ມເຕີມເລເຊີໂລຫະ

ເຕັກໂນໂລຊີການຜະລິດແບບເພີ່ມເຕີມເລເຊີ (AM), ດ້ວຍຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງຄວາມແມ່ນຍຳໃນການຜະລິດສູງ, ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ແລະລະດັບອັດຕະໂນມັດສູງ, ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການຜະລິດອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນໃນຂົງເຂດຕ່າງໆເຊັ່ນ: ຍານຍົນ, ການແພດ, ການບິນອະວະກາດ, ແລະອື່ນໆ (ເຊັ່ນ: ຫົວສີດນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟຈະຫຼວດ, ຂາຕັ້ງເສົາອາກາດດາວທຽມ, ການຝັງໃນຮ່າງກາຍຂອງມະນຸດ, ແລະອື່ນໆ). ເຕັກໂນໂລຊີນີ້ສາມາດປັບປຸງປະສິດທິພາບການປະສົມປະສານຂອງຊິ້ນສ່ວນທີ່ພິມອອກມາໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໂດຍຜ່ານການຜະລິດໂຄງສ້າງວັດສະດຸແລະປະສິດທິພາບແບບປະສົມປະສານ. ໃນປະຈຸບັນ, ເຕັກໂນໂລຊີການຜະລິດແບບເພີ່ມເຕີມເລເຊີໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວໃຊ້ລັງສີ Gaussian ທີ່ມີຈຸດສຸມທີ່ມີການແຈກຢາຍພະລັງງານຢູ່ໃຈກາງສູງແລະຂອບຕໍ່າ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມັນມັກຈະສ້າງການປ່ຽນແປງຄວາມຮ້ອນສູງໃນການລະລາຍ, ເຊິ່ງນໍາໄປສູ່ການສ້າງຮູຂຸມຂົນແລະເມັດຫຍາບຕໍ່ມາ. ເຕັກໂນໂລຊີການສ້າງຮູບຮ່າງຂອງລັງສີແມ່ນວິທີການໃໝ່ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫານີ້, ເຊິ່ງປັບປຸງປະສິດທິພາບແລະຄຸນນະພາບການພິມໂດຍການປັບການແຈກຢາຍພະລັງງານຂອງລັງສີເລເຊີ.

ເມື່ອປຽບທຽບກັບການຫັກລົບແບບດັ້ງເດີມ ແລະ ການຜະລິດທຽບເທົ່າ, ເຕັກໂນໂລຊີການຜະລິດໂລຫະເພີ່ມເຕີມມີຂໍ້ດີເຊັ່ນ: ເວລາວົງຈອນການຜະລິດສັ້ນ, ຄວາມຖືກຕ້ອງໃນການປະມວນຜົນສູງ, ອັດຕາການໃຊ້ວັດສະດຸສູງ, ແລະ ປະສິດທິພາບໂດຍລວມທີ່ດີຂອງຊິ້ນສ່ວນຕ່າງໆ. ດັ່ງນັ້ນ, ເຕັກໂນໂລຊີການຜະລິດໂລຫະເພີ່ມເຕີມຈຶ່ງຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸດສາຫະກຳຕ່າງໆເຊັ່ນ: ການບິນອະວະກາດ, ອາວຸດ ແລະ ອຸປະກອນ, ພະລັງງານນິວເຄຼຍ, ຊີວະຢາ, ແລະ ລົດຍົນ. ໂດຍອີງໃສ່ຫຼັກການຂອງການວາງຊ້ອນກັນແບບບໍ່ຕໍ່ເນື່ອງ, ການຜະລິດໂລຫະເພີ່ມເຕີມໃຊ້ແຫຼ່ງພະລັງງານ (ເຊັ່ນ: ເລເຊີ, ອາກ, ຫຼື ລຳແສງເອເລັກຕຣອນ) ເພື່ອລະລາຍຜົງ ຫຼື ລວດ, ແລະ ຈາກນັ້ນວາງຊ້ອນກັນເປັນຊັ້ນໆເພື່ອຜະລິດສ່ວນປະກອບເປົ້າໝາຍ. ເຕັກໂນໂລຊີນີ້ມີຂໍ້ດີທີ່ສຳຄັນໃນການຜະລິດຈຳນວນໜ້ອຍ, ໂຄງສ້າງທີ່ສັບສົນ, ຫຼື ຊິ້ນສ່ວນສ່ວນບຸກຄົນ. ວັດສະດຸທີ່ບໍ່ສາມາດ ຫຼື ຍາກທີ່ຈະປຸງແຕ່ງໂດຍໃຊ້ເຕັກນິກແບບດັ້ງເດີມກໍ່ເໝາະສົມສຳລັບການກະກຽມໂດຍໃຊ້ວິທີການຜະລິດເພີ່ມເຕີມ. ເນື່ອງຈາກຂໍ້ດີຂ້າງເທິງ, ເຕັກໂນໂລຊີການຜະລິດເພີ່ມເຕີມໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈຢ່າງກວ້າງຂວາງຈາກນັກວິຊາການທັງພາຍໃນ ແລະ ຕ່າງປະເທດ. ໃນສອງສາມທົດສະວັດທີ່ຜ່ານມາ, ເຕັກໂນໂລຊີການຜະລິດເພີ່ມເຕີມໄດ້ມີຄວາມກ້າວໜ້າຢ່າງໄວວາ. ເນື່ອງຈາກລະບົບອັດຕະໂນມັດ ແລະ ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງອຸປະກອນການຜະລິດເພີ່ມເຕີມເລເຊີ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບຂໍ້ດີທີ່ສົມບູນແບບຂອງຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານເລເຊີສູງ ແລະ ຄວາມຖືກຕ້ອງໃນການປະມວນຜົນສູງ, ເຕັກໂນໂລຊີການຜະລິດເພີ່ມເຕີມເລເຊີໄດ້ພັດທະນາໄວທີ່ສຸດໃນບັນດາເຕັກໂນໂລຊີການຜະລິດເພີ່ມເຕີມໂລຫະສາມຢ່າງທີ່ໄດ້ກ່າວມາຂ້າງເທິງ.

ເຕັກໂນໂລຊີການຜະລິດໂລຫະເສີມດ້ວຍເລເຊີສາມາດແບ່ງອອກເປັນ LPBF ແລະ DED. ຮູບທີ 1 ສະແດງແຜນວາດທົ່ວໄປຂອງຂະບວນການ LPBF ແລະ DED. ຂະບວນການ LPBF, ເຊິ່ງເອີ້ນກັນວ່າ Selective Laser Melting (SLM), ສາມາດຜະລິດອົງປະກອບໂລຫະທີ່ສັບສົນໂດຍການສະແກນລັງສີເລເຊີພະລັງງານສູງຕາມເສັ້ນທາງຄົງທີ່ຢູ່ເທິງໜ້າດິນຂອງຕຽງຜົງ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຜົງຈະລະລາຍ ແລະ ແຂງຕົວເປັນຊັ້ນໆ. ຂະບວນການ DED ສ່ວນໃຫຍ່ປະກອບມີສອງຂະບວນການພິມຄື: ການວາງໂລຫະເສີມດ້ວຍເລເຊີ ແລະ ການຜະລິດສາຍໄຟຟ້າດ້ວຍເລເຊີ. ເຕັກໂນໂລຊີທັງສອງນີ້ສາມາດຜະລິດ ແລະ ສ້ອມແປງຊິ້ນສ່ວນໂລຫະໂດຍກົງໂດຍການປ້ອນຜົງໂລຫະ ຫຼື ສາຍໄຟຟ້າພ້ອມກັນ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບ LPBF, DED ມີຜົນຜະລິດສູງກວ່າ ແລະ ພື້ນທີ່ຜະລິດໃຫຍ່ກວ່າ. ນອກຈາກນັ້ນ, ວິທີການນີ້ຍັງສາມາດກະກຽມວັດສະດຸປະສົມ ແລະ ວັດສະດຸທີ່ມີລະດັບໜ້າທີ່ໄດ້ຢ່າງສະດວກ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຄຸນນະພາບໜ້າດິນຂອງຊິ້ນສ່ວນທີ່ພິມໂດຍ DED ແມ່ນບໍ່ດີສະເໝີ, ແລະ ການປະມວນຜົນຕໍ່ມາແມ່ນຈຳເປັນເພື່ອປັບປຸງຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງມິຕິຂອງອົງປະກອບເປົ້າໝາຍ.

ໃນຂະບວນການຜະລິດສານເຕີມແຕ່ງເລເຊີໃນປະຈຸບັນ, ລຳແສງ Gaussian ທີ່ມີຈຸດສຸມມັກຈະເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເນື່ອງຈາກການແຈກຢາຍພະລັງງານທີ່ເປັນເອກະລັກ (ຈຸດກາງສູງ, ຂອບຕ່ຳ), ມັນອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງທາງຄວາມຮ້ອນສູງ ແລະ ຄວາມບໍ່ໝັ້ນຄົງຂອງສະລອຍນ້ຳລະລາຍ. ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ຄຸນນະພາບການສ້າງຊິ້ນສ່ວນທີ່ພິມອອກມາບໍ່ດີ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຖ້າອຸນຫະພູມຈຸດກາງຂອງສະລອຍນ້ຳລະລາຍສູງເກີນໄປ, ມັນຈະເຮັດໃຫ້ອົງປະກອບໂລຫະຈຸດລະລາຍຕ່ຳລະເຫີຍ, ເຮັດໃຫ້ຄວາມບໍ່ໝັ້ນຄົງຂອງຂະບວນການ LBPF ຮ້າຍແຮງຂຶ້ນຕື່ມອີກ. ດັ່ງນັ້ນ, ດ້ວຍການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຄວາມพรຸນ, ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງຄວາມອິດເມື່ອຍຂອງຊິ້ນສ່ວນທີ່ພິມອອກມາຈະຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ການແຈກຢາຍພະລັງງານທີ່ບໍ່ສະເໝີພາບຂອງລຳແສງ Gaussian ຍັງນຳໄປສູ່ປະສິດທິພາບການໃຊ້ພະລັງງານເລເຊີຕ່ຳ ແລະ ການເສຍພະລັງງານຫຼາຍເກີນໄປ. ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຄຸນນະພາບການພິມທີ່ດີຂຶ້ນ, ນັກວິຊາການໄດ້ເລີ່ມຄົ້ນຫາການຊົດເຊີຍຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງລຳແສງ Gaussian ໂດຍການດັດແປງພາລາມິເຕີຂະບວນການເຊັ່ນ: ພະລັງງານເລເຊີ, ຄວາມໄວໃນການສະແກນ, ຄວາມໜາຂອງຊັ້ນຜົງ, ແລະ ຍຸດທະສາດການສະແກນ, ເພື່ອຄວບຄຸມຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການປ້ອນພະລັງງານ. ເນື່ອງຈາກປ່ອງຢ້ຽມການປະມວນຜົນທີ່ແຄບຫຼາຍຂອງວິທີການນີ້, ຂໍ້ຈຳກັດທາງດ້ານຮ່າງກາຍຄົງທີ່ຈຳກັດຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການເພີ່ມປະສິດທິພາບຕື່ມອີກ. ຕົວຢ່າງ, ການເພີ່ມພະລັງງານເລເຊີ ແລະ ຄວາມໄວໃນການສະແກນສາມາດບັນລຸປະສິດທິພາບການຜະລິດສູງ, ແຕ່ມັກຈະມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການສູນເສຍຄຸນນະພາບການພິມ. ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ການປ່ຽນແປງການແຈກຢາຍພະລັງງານເລເຊີຜ່ານຍຸດທະສາດການສ້າງຮູບຮ່າງລຳແສງສາມາດປັບປຸງປະສິດທິພາບການຜະລິດ ແລະ ຄຸນນະພາບການພິມໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ເຊິ່ງອາດຈະກາຍເປັນທິດທາງການພັດທະນາໃນອະນາຄົດຂອງເຕັກໂນໂລຊີການຜະລິດແບບເພີ່ມເຕີມເລເຊີ. ເຕັກໂນໂລຊີການສ້າງຮູບຮ່າງລຳແສງໂດຍທົ່ວໄປໝາຍເຖິງການປັບການແຈກຢາຍໜ້າຄື່ນຂອງລຳແສງປ້ອນເຂົ້າເພື່ອໃຫ້ໄດ້ລັກສະນະການແຈກຢາຍຄວາມເຂັ້ມ ແລະ ການຂະຫຍາຍພັນທີ່ຕ້ອງການ. ການນຳໃຊ້ເຕັກໂນໂລຊີການສ້າງຮູບຮ່າງລຳແສງໃນເຕັກໂນໂລຊີການຜະລິດແບບເພີ່ມເຕີມໂລຫະແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2.

ການນຳໃຊ້ເຕັກໂນໂລຊີການສ້າງຮູບຮ່າງລຳແສງໃນການຜະລິດສານເພີ່ມເຕີມດ້ວຍເລເຊີ

ຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງການພິມລຳແສງ Gaussian ແບບດັ້ງເດີມ

ໃນເຕັກໂນໂລຊີການຜະລິດສານເຕີມແຕ່ງເລເຊີໂລຫະ, ການແຈກຢາຍພະລັງງານຂອງລັງສີເລເຊີມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ຄຸນນະພາບຂອງຊິ້ນສ່ວນທີ່ພິມອອກ. ເຖິງແມ່ນວ່າລັງສີ Gaussian ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸປະກອນການຜະລິດສານເຕີມແຕ່ງເລເຊີໂລຫະ, ແຕ່ພວກມັນປະສົບກັບຂໍ້ເສຍປຽບທີ່ຮ້າຍແຮງເຊັ່ນ: ຄຸນນະພາບການພິມທີ່ບໍ່ໝັ້ນຄົງ, ການໃຊ້ພະລັງງານຕໍ່າ, ແລະ ປ່ອງຢ້ຽມຂະບວນການແຄບໃນຂະບວນການຜະລິດສານເຕີມແຕ່ງ. ໃນນັ້ນ, ຂະບວນການລະລາຍຂອງຜົງ ແລະ ການເຄື່ອນໄຫວຂອງສະລອຍນ້ຳທີ່ລະລາຍໃນລະຫວ່າງຂະບວນການສານເຕີມແຕ່ງເລເຊີໂລຫະແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງຢ່າງໃກ້ຊິດກັບຄວາມໜາຂອງຊັ້ນຜົງ. ເນື່ອງຈາກມີຜົງກະຈາຍ ແລະ ເຂດການກັດເຊາະ, ຄວາມໜາຕົວຈິງຂອງຊັ້ນຜົງສູງກວ່າຄວາມຄາດຫວັງທາງທິດສະດີ. ອັນທີສອງ, ຖັນໄອນ້ຳເຮັດໃຫ້ເກີດການກະຈາຍຂອງແຮງດັນໄປທາງຫຼັງຫຼັກ. ໄອໂລຫະປະທະກັບຝາດ້ານຫຼັງເພື່ອສ້າງເປັນຮອຍແຕກ, ເຊິ່ງຖືກສີດໄປຕາມຝາດ້ານໜ້າຕັ້ງສາກກັບພື້ນທີ່ໂຄ້ງຂອງສະລອຍນ້ຳທີ່ລະລາຍ (ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 3). ເນື່ອງຈາກການພົວພັນທີ່ສັບສົນລະຫວ່າງລັງສີເລເຊີ ແລະ ຮອຍແຕກ, ຮອຍແຕກທີ່ສີດອອກມາສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບຢ່າງຮ້າຍແຮງຕໍ່ຄຸນນະພາບການພິມຂອງຊັ້ນຜົງຕໍ່ມາ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການສ້າງຮູກະແຈໃນສະລອຍນ້ຳທີ່ລະລາຍຍັງສົ່ງຜົນກະທົບຢ່າງຮ້າຍແຮງຕໍ່ຄຸນນະພາບຂອງຊິ້ນສ່ວນທີ່ພິມອອກ. ຮູຂຸມຂົນພາຍໃນຂອງຊິ້ນສ່ວນທີ່ພິມອອກມາສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເກີດຈາກຮູລັອກທີ່ບໍ່ໝັ້ນຄົງ.

ກົນໄກການສ້າງຂໍ້ບົກຜ່ອງໃນເຕັກໂນໂລຊີການສ້າງຮູບຮ່າງຂອງຄານ

ເຕັກໂນໂລຊີການສ້າງຮູບຮ່າງລຳແສງສາມາດບັນລຸການປັບປຸງປະສິດທິພາບໃນຫຼາຍມິຕິພ້ອມໆກັນ, ເຊິ່ງແຕກຕ່າງຈາກລຳແສງ Gaussian ທີ່ປັບປຸງປະສິດທິພາບໃນມິຕິດຽວໂດຍມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການເສຍສະລະມິຕິອື່ນໆ. ເຕັກໂນໂລຊີການສ້າງຮູບຮ່າງລຳແສງສາມາດປັບການແຈກຢາຍອຸນຫະພູມ ແລະ ລັກສະນະການໄຫຼຂອງສະລອຍນ້ຳລະລາຍໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ. ໂດຍການຄວບຄຸມການແຈກຢາຍພະລັງງານເລເຊີ, ສະລອຍນ້ຳລະລາຍທີ່ຂ້ອນຂ້າງໝັ້ນຄົງທີ່ມີຄວາມຜັນຜວນຂອງອຸນຫະພູມເລັກນ້ອຍຈະໄດ້ຮັບ. ການແຈກຢາຍພະລັງງານເລເຊີທີ່ເໝາະສົມແມ່ນເປັນປະໂຫຍດຕໍ່ການສະກັດກັ້ນຄວາມพรຸນ ແລະ ຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງການສະເປ, ແລະ ປັບປຸງຄຸນນະພາບຂອງການພິມເລເຊີໃນຊິ້ນສ່ວນໂລຫະ. ມັນສາມາດບັນລຸການປັບປຸງຕ່າງໆໃນປະສິດທິພາບການຜະລິດ ແລະ ການນຳໃຊ້ຜົງ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ເຕັກໂນໂລຊີການສ້າງຮູບຮ່າງລຳແສງໃຫ້ຍຸດທະສາດການປະມວນຜົນຫຼາຍຂຶ້ນ, ເຊິ່ງເປັນການປົດປ່ອຍອິດສະລະພາບໃນການອອກແບບຂະບວນການຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ເຊິ່ງເປັນຄວາມກ້າວໜ້າປະຕິວັດໃນເຕັກໂນໂລຊີການຜະລິດສານເສີມເລເຊີ.