Láti ọ̀rúndún ogún, ìran ènìyàn ti ní ìfẹ́ sí wíwá ààyè àti òye ohun tó wà ní ìkọjá ayé. Àwọn àjọ pàtàkì bíi NASA àti ESA ti wà ní iwájú nínú ìwákiri ààyè, àti ohun pàtàkì mìíràn nínú ìṣẹ́gun yìí ni ìtẹ̀wé 3D. Pẹ̀lú agbára láti ṣe àwọn ẹ̀yà ara tó díjú ní kíákíá ní owó pọ́ọ́kú, ìmọ̀ ẹ̀rọ apẹ̀rẹ̀ yìí ń di ohun tó gbajúmọ̀ sí i ní àwọn ilé iṣẹ́. Ó mú kí ṣíṣẹ̀dá ọ̀pọ̀lọpọ̀ ohun èlò ṣeé ṣe, bíi àwọn sátẹ́láìtì, àwọn aṣọ ààyè, àti àwọn èròjà rọ́kẹ́ẹ̀tì. Ní gidi, gẹ́gẹ́ bí SmarTech ti sọ, a retí pé iye ọjà ti ṣíṣe àfikún ilé iṣẹ́ àdáni yóò dé €2.1 bilionu ní ọdún 2026. Èyí gbé ìbéèrè dìde: Báwo ni ìtẹ̀wé 3D ṣe lè ran àwọn ènìyàn lọ́wọ́ láti tayọ ní ààyè?
Ní ìbẹ̀rẹ̀, ìtẹ̀wé 3D ni a sábà máa ń lò fún ṣíṣe àgbékalẹ̀ kíákíá ní àwọn ilé iṣẹ́ ìṣègùn, ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́, àti afẹ́fẹ́. Síbẹ̀síbẹ̀, bí ìmọ̀ ẹ̀rọ náà ti ń gbilẹ̀ sí i, a ń lò ó fún àwọn ohun èlò ìkẹyìn. Ìmọ̀ ẹ̀rọ ìṣelọ́pọ́ irin, pàápàá jùlọ L-PBF, ti gba àwọn onírúurú irin láàyè láti ṣe àwọn ohun èlò àti agbára tó yẹ fún àwọn ipò àyè tó le koko. Àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ ìtẹ̀wé 3D mìíràn, bíi DED, bínder jetting, àti extrusion process, ni a tún ń lò nínú ṣíṣe àwọn ohun èlò afẹ́fẹ́. Ní àwọn ọdún àìpẹ́ yìí, àwọn àpẹẹrẹ ìṣòwò tuntun ti yọjú, pẹ̀lú àwọn ilé iṣẹ́ bíi Made in Space and Relativity Space tí wọ́n ń lo ìmọ̀ ẹ̀rọ ìtẹ̀wé 3D láti ṣe àwọn ohun èlò afẹ́fẹ́.
Ààyè Ìbáramu tí ń ṣe àgbékalẹ̀ ẹ̀rọ ìtẹ̀wé 3D fún ilé iṣẹ́ afẹ́fẹ́
Ìmọ̀ ẹ̀rọ ìtẹ̀wé 3D nínú ọkọ̀ òfúrufú
Ní báyìí tí a ti ṣe àgbékalẹ̀ wọn, ẹ jẹ́ kí a wo onírúurú ìmọ̀ ẹ̀rọ ìtẹ̀wé 3D tí a lò nínú iṣẹ́ afẹ́fẹ́. Àkọ́kọ́, ó yẹ kí a kíyèsí pé iṣẹ́ àfikún irin, pàápàá jùlọ L-PBF, ni a lò jùlọ ní ẹ̀ka yìí. Ìlànà yìí kan lílo agbára lésà láti so ìpele lulú irin pọ̀ mọ́ ìpele kan. Ó dára jùlọ fún ṣíṣe àwọn ẹ̀yà kékeré, dídíjú, tí ó péye, àti tí a ṣe àtúnṣe. Àwọn olùṣe afẹ́fẹ́ tún lè jàǹfààní láti inú DED, èyí tí ó ní nínú fífi wáyà irin tàbí lulú sínú rẹ̀, a sì ń lò ó fún àtúnṣe, ìbòrí, tàbí ṣíṣe àwọn ẹ̀yà irin tàbí seramiki tí a ṣe àtúnṣe.
Ní ìyàtọ̀ sí èyí, bí ó tilẹ̀ jẹ́ pé ó ṣe pàtàkì ní ti iyàrá iṣẹ́-ṣíṣe àti owó tí ó rẹlẹ̀, kò yẹ fún ṣíṣe àwọn ẹ̀yà ẹ̀rọ oníṣẹ́-ṣíṣe gíga nítorí pé ó nílò àwọn ìgbésẹ̀ líle lẹ́yìn iṣẹ́-ṣíṣe tí ó ń mú àkókò iṣẹ́-ṣíṣe ti ọjà ìkẹyìn pọ̀ sí i. Ìmọ̀-ẹ̀rọ extrusion tún munadoko ní àyíká ààyè. Ó yẹ kí a kíyèsí pé kìí ṣe gbogbo àwọn polima ló yẹ fún lílò ní ààyè, ṣùgbọ́n àwọn pilasitik oníṣẹ́-ṣíṣe gíga bíi PEEK lè rọ́pò àwọn ẹ̀yà irin kan nítorí agbára wọn. Síbẹ̀síbẹ̀, ìlànà ìtẹ̀wé 3D yìí kò tíì wọ́pọ̀ púpọ̀, ṣùgbọ́n ó lè di ohun ìní pàtàkì fún ìwádìí ààyè nípa lílo àwọn ohun èlò tuntun.
Ìfẹ́fẹ́ Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) jẹ́ ìmọ̀-ẹ̀rọ tí a ń lò fún ìtẹ̀wé 3D fún afẹ́fẹ́.
Agbara ti Awọn Ohun elo Alafo
Ilé iṣẹ́ afẹ́fẹ́ ti ń ṣe àwárí àwọn ohun èlò tuntun nípasẹ̀ ìtẹ̀wé 3D, wọ́n sì ń dábàá àwọn ọ̀nà míràn tó lè da ọjà rú. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọn irin bíi titanium, aluminiomu, àti nickel-chromium alloys ti jẹ́ àfiyèsí pàtàkì nígbà gbogbo, ohun èlò tuntun lè gba àfiyèsí láìpẹ́: lunar regolith. Lunar regolith jẹ́ ìpele eruku tó bo òṣùpá, ESA sì ti fi àwọn àǹfààní tó wà nínú pípapọ̀ mọ́ ìtẹ̀wé 3D hàn. Advenit Makaya, onímọ̀ ẹ̀rọ iṣẹ́ àgbà ní ESA, ṣàpèjúwe lunar regolith gẹ́gẹ́ bí ohun tó jọ kọnkéréètì, èyí tó jẹ́ pé ó ní silicon àti àwọn èròjà kẹ́míkà mìíràn bíi irin, magnesium, aluminum, àti oxygen nínú. ESA ti bá Lithoz ṣe àjọṣepọ̀ láti ṣe àwọn ẹ̀yà kékeré bíi skru àti gears nípa lílo àwòṣe lunar regolith pẹ̀lú àwọn ànímọ́ tó jọ eruku òṣùpá gidi.
Pupọ julọ awọn ilana ti o wa ninu ṣiṣe iṣelọpọ regolith oṣupa lo ooru, eyiti o jẹ ki o baamu pẹlu awọn imọ-ẹrọ bii SLS ati awọn ojutu titẹ lulú. ESA tun nlo imọ-ẹrọ D-Shape pẹlu ero lati ṣe awọn ẹya lile nipa didapọ magnesium chloride pẹlu awọn ohun elo ati apapọ rẹ pẹlu magnesium oxide ti a rii ninu apẹẹrẹ ti a ṣe afarawe. Ọkan ninu awọn anfani pataki ti ohun elo oṣupa yii ni ipinnu titẹ rẹ ti o dara julọ, ti o jẹ ki o ṣe awọn ẹya pẹlu deede ti o ga julọ. Ẹya yii le di ohun-ini akọkọ ni fifẹ awọn ohun elo ati awọn paati iṣelọpọ fun awọn ipilẹ oṣupa ọjọ iwaju.
Lunar Regolith wa nibi gbogbo
Bákan náà ni Mars regolith, tó ń tọ́ka sí àwọn ohun èlò abẹ́ ilẹ̀ tí a rí lórí Mars. Lọ́wọ́lọ́wọ́, àwọn ilé iṣẹ́ àgbáyé kò lè gba ohun èlò yìí padà, ṣùgbọ́n èyí kò dá àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì dúró láti ṣe ìwádìí nípa agbára rẹ̀ nínú àwọn iṣẹ́ afẹ́fẹ́ kan. Àwọn olùwádìí ń lo àwọn àpẹẹrẹ ohun èlò yìí tí a fi àwòrán ṣe, wọ́n sì ń so ó pọ̀ mọ́ titanium alloy láti ṣe àwọn irinṣẹ́ tàbí àwọn èròjà rocket. Àwọn àbájáde àkọ́kọ́ fihàn pé ohun èlò yìí yóò fúnni ní agbára gíga, yóò sì dáàbò bo àwọn ohun èlò kúrò nínú ìpalára ìpalára ìtànṣán àti ìtànṣán. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọn ohun èlò méjì yìí ní àwọn ànímọ́ kan náà, lunar regolith ṣì ni ohun èlò tí a ti dán wò jùlọ. Àǹfààní mìíràn ni pé a lè ṣe àwọn ohun èlò wọ̀nyí ní ibi tí a kò nílò láti gbé àwọn ohun èlò aise láti Ilẹ̀ Ayé. Ní àfikún, regolith jẹ́ orísun ohun èlò tí kò ní àṣejù, tí ó ń ran lọ́wọ́ láti dènà àìtó.
Awọn lilo ti imọ-ẹrọ titẹ sita 3D ninu ile-iṣẹ ọkọ ofurufu
Lílo ìmọ̀ ẹ̀rọ ìtẹ̀wé 3D nínú iṣẹ́ afẹ́fẹ́ lè yàtọ̀ síra ní ìbámu pẹ̀lú ìlànà pàtó tí a lò. Fún àpẹẹrẹ, a lè lo ìdàpọ̀ bédì laser powder (L-PBF) láti ṣe àwọn ẹ̀yà ìgbà kúkúrú tó díjú, bíi àwọn ètò irinṣẹ́ tàbí àwọn ẹ̀yà ààyè. Launcher, ilé-iṣẹ́ tuntun kan tí ó wà ní California, lo ìmọ̀ ẹ̀rọ ìtẹ̀wé 3D ti Velo3D láti mú kí ẹ̀rọ ìtẹ̀wé omi E-2 rẹ̀ sunwọ̀n síi. Ìlànà olùpèsè ni a lò láti ṣẹ̀dá turbine induction, èyí tí ó kó ipa pàtàkì nínú ìyára àti ìwakọ̀ LOX (atẹ́gùn omi) sínú yàrá ìjóná. A tẹ̀ turbine àti sensọ kọ̀ọ̀kan jáde nípa lílo ìmọ̀ ẹ̀rọ ìtẹ̀wé 3D, lẹ́yìn náà a kó wọn jọ. Ẹ̀rọ tuntun yìí ń fún rocket náà ní ìṣàn omi tó pọ̀ sí i àti ìfúnpọ̀ tó pọ̀ sí i, èyí tí ó sọ ọ́ di apá pàtàkì nínú ẹ̀rọ náà.
Velo3D ṣe alabapin si lilo imọ-ẹrọ PBF ni ṣiṣe ẹrọ ẹ́ńjìnnì omi roketi E-2.
Iṣẹ́ àfikún ní àwọn ohun èlò tó gbòòrò, títí kan iṣẹ́ àwọn ilé kékeré àti ńlá. Fún àpẹẹrẹ, àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ ìtẹ̀wé 3D bíi Relativity Space's Stargate solution le ṣee lo láti ṣe àwọn ẹ̀yà ńlá bíi àwọn tanki epo rocket àti àwọn abẹ́ propeller. Relativity Space ti fi èyí hàn nípasẹ̀ iṣẹ́ àṣeyọrí Terran 1, rocket tí a tẹ̀ jáde ní 3D pátápátá, pẹ̀lú ojò epo tí ó gùn ní mítà mélòókan. Ìgbékalẹ̀ àkọ́kọ́ rẹ̀ ní ọjọ́ kẹtàlélógún oṣù kẹta, ọdún 2023, fi hàn pé iṣẹ́ àfikún náà gbéṣẹ́ dáadáa àti pé ó ṣeé gbẹ́kẹ̀lé.
Ìmọ̀ ẹ̀rọ ìtẹ̀wé 3D tí a fi extrusion ṣe tún gba ààyè láti ṣe àwọn ẹ̀yà ara nípa lílo àwọn ohun èlò tí ó ní agbára gíga bíi PEEK. Àwọn èròjà tí a fi thermoplastic yìí ṣe ni a ti dán wò ní ààyè àti pé a ti gbé wọn sí orí Rashid rover gẹ́gẹ́ bí apá kan iṣẹ́ òṣùpá UAE. Ète ìdánwò yìí ni láti ṣe àyẹ̀wò ìdènà PEEK sí àwọn ipò òṣùpá tí ó le koko. Tí ó bá yọrí sí rere, PEEK lè rọ́pò àwọn ẹ̀yà irin ní àwọn ipò tí àwọn ẹ̀yà irin bá fọ́ tàbí tí àwọn ohun èlò kò bá pọ̀ tó. Ní àfikún, àwọn ànímọ́ fúyẹ́ PEEK lè jẹ́ ohun pàtàkì nínú ìwádìí ààyè.
A le lo imọ-ẹrọ titẹjade 3D lati ṣe ọpọlọpọ awọn ẹya fun ile-iṣẹ ọkọ ofurufu.
Awọn anfani ti titẹ sita 3D ninu ile-iṣẹ ọkọ ofurufu
Àwọn àǹfààní ìtẹ̀wé 3D nínú iṣẹ́ afẹ́fẹ́ pẹ̀lú ìrísí ìkẹyìn àwọn ẹ̀yà ara tí a fiwé pẹ̀lú àwọn ọ̀nà ìkọ́lé ìbílẹ̀. Johannes Homa, Olórí Àgbà ti ilé iṣẹ́ ẹ̀rọ ìtẹ̀wé 3D ti Austrian Lithoz, sọ pé "ìmọ̀-ẹ̀rọ yìí mú kí àwọn ẹ̀yà ara rọrùn." Nítorí òmìnira àwòrán, àwọn ọjà tí a tẹ̀ jáde 3D máa ń ṣiṣẹ́ dáadáa jù, wọ́n sì nílò àwọn ohun èlò díẹ̀. Èyí ní ipa rere lórí ipa àyíká ti iṣẹ́ àgbékalẹ̀ apá kan. Relativity Space ti fihàn pé iṣẹ́ àfikún lè dín iye àwọn ẹ̀yà ara tí a nílò láti ṣe ọkọ̀ òfurufú kù ní pàtàkì. Fún ọkọ̀ òfurufú Terran 1, a fi àwọn ẹ̀yà ara 100 pamọ́. Ní àfikún, ìmọ̀-ẹ̀rọ yìí ní àwọn àǹfààní pàtàkì nínú iyàrá iṣẹ́ àgbékalẹ̀, pẹ̀lú pé a parí ọkọ̀ òfurufú náà láàárín ọjọ́ 60. Ní ìyàtọ̀ sí èyí, ṣíṣe ọkọ̀ òfurufú nípa lílo àwọn ọ̀nà ìbílẹ̀ lè gba ọ̀pọ̀ ọdún.
Ní ti ìṣàkóso ohun àlùmọ́nì, ìtẹ̀wé 3D lè fi àwọn ohun èlò pamọ́, àti, ní àwọn ìgbà míì, ó lè gba àtúnlo egbin. Níkẹyìn, iṣẹ́ àfikún lè di ohun ìní pàtàkì fún dín ìwọ̀n ìgbìn àwọn rọ́kẹ́ẹ̀tì kù. Ète náà ni láti mú kí lílo àwọn ohun èlò ìbílẹ̀ pọ̀ sí i, bíi regolith, àti láti dín ìrìn àwọn ohun èlò inú ọkọ̀ òfurufú kù. Èyí mú kí ó ṣeé ṣe láti gbé ẹ̀rọ ìtẹ̀wé 3D nìkan, èyí tí ó lè ṣẹ̀dá ohun gbogbo ní ojú ọ̀nà lẹ́yìn ìrìn àjò náà.
Made in Space ti fi ọkan ninu awọn ẹrọ itẹwe 3D wọn ranṣẹ si aaye fun idanwo.
Awọn idiwọn ti titẹ 3D ni aaye
Bó tilẹ̀ jẹ́ pé ìtẹ̀wé 3D ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ àǹfààní, ìmọ̀ ẹ̀rọ náà ṣì jẹ́ tuntun díẹ̀, ó sì ní àwọn ààlà. Advenit Makaya sọ pé, "Ọ̀kan lára àwọn ìṣòro pàtàkì pẹ̀lú ṣíṣe àfikún nínú ilé iṣẹ́ afẹ́fẹ́ ni ìṣàkóso àti ìfọwọ́sowọ́pọ̀." Àwọn olùpèsè lè wọ inú yàrá ìwádìí kí wọ́n sì dán agbára, ìgbẹ́kẹ̀lé, àti ìṣètò kékeré ti apá kọ̀ọ̀kan wò kí wọ́n tó fọwọ́ sí i, ìlànà kan tí a mọ̀ sí ìdánwò tí kì í ṣe apanirun (NDT). Síbẹ̀síbẹ̀, èyí lè gba àkókò àti owó, nítorí náà ète pàtàkì ni láti dín àìní fún àwọn ìdánwò wọ̀nyí kù. Láìpẹ́ yìí, NASA dá ilé-iṣẹ́ kan sílẹ̀ láti yanjú ọ̀ràn yìí, tí ó dojúkọ ìfọwọ́sowọ́pọ̀ kíákíá ti àwọn èròjà irin tí a ṣe nípasẹ̀ ìṣe àfikún. Ilé-iṣẹ́ náà ní èrò láti lo àwọn ìbejì oní-nọ́ńbà láti mú àwọn àpẹẹrẹ kọ̀ǹpútà ti àwọn ọjà sunwọ̀n síi, èyí tí yóò ran àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ lọ́wọ́ láti lóye iṣẹ́ àti àwọn ààlà ti àwọn ẹ̀yà ara dáadáa, pẹ̀lú iye tí wọ́n lè fara dà kí wọ́n tó fọ́. Nípa ṣíṣe bẹ́ẹ̀, ilé-iṣẹ́ náà nírètí láti ran ìlò ìtẹ̀wé 3D lọ́wọ́ nínú ilé-iṣẹ́ afẹ́fẹ́, èyí tí yóò mú kí ó munadoko síi ní díje pẹ̀lú àwọn ọ̀nà ìṣelọ́pọ́ ìbílẹ̀.
Àwọn èròjà wọ̀nyí ti gba ìdánwò ìgbẹ́kẹ̀lé àti agbára pípéye.
Ní ọwọ́ kejì ẹ̀wẹ̀, ìlànà ìfìdí múlẹ̀ yàtọ̀ tí a bá ṣe iṣẹ́ ṣíṣe ní ààyè. Advenit Makaya ti ESA ṣàlàyé pé, "Ọ̀nà kan wà tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ṣíṣe àyẹ̀wò àwọn ẹ̀yà ara nígbà tí a bá ń tẹ̀ ẹ́ jáde." Ọ̀nà yìí ń ran lọ́wọ́ láti mọ àwọn ọjà tí a tẹ̀ jáde tí ó yẹ àti èyí tí kò yẹ. Ní àfikún, ètò àtúnṣe ara-ẹni wà fún àwọn ẹ̀rọ ìtẹ̀wé 3D tí a ṣe fún ààyè tí a sì ń dán wò lórí àwọn ẹ̀rọ irin. Ètò yìí lè ṣàwárí àwọn àṣìṣe tí ó ṣeé ṣe nínú iṣẹ́ ṣíṣe àti láti ṣàtúnṣe àwọn pàrámítà rẹ̀ láìfọwọ́sí láti ṣàtúnṣe èyíkéyìí àbùkù nínú apá náà. A retí pé àwọn ètò méjèèjì yìí yóò mú kí ìgbẹ́kẹ̀lé àwọn ọjà tí a tẹ̀ jáde nínú ààyè sunwọ̀n sí i.
Láti fi ìdí àwọn ọ̀nà ìtẹ̀wé 3D múlẹ̀, NASA àti ESA ti gbé àwọn ìlànà kalẹ̀. Àwọn ìlànà wọ̀nyí ní àwọn ìdánwò láti pinnu ìgbẹ́kẹ̀lé àwọn ẹ̀yà ara. Wọ́n gbé ìmọ̀ ẹ̀rọ ìdàpọ̀ lulú kalẹ̀, wọ́n sì ń ṣe àtúnṣe wọn fún àwọn ìlànà mìíràn. Síbẹ̀síbẹ̀, ọ̀pọ̀ àwọn olùṣe pàtàkì nínú iṣẹ́ ohun èlò, bíi Arkema, BASF, Dupont, àti Sabic, tún ń pèsè ìtọ́pinpin yìí.
Ngbe ni aaye?
Pẹ̀lú ìlọsíwájú ìmọ̀ ẹ̀rọ ìtẹ̀wé 3D, a ti rí ọ̀pọ̀lọpọ̀ iṣẹ́ àṣeyọrí lórí ilẹ̀ ayé tí wọ́n ń lo ìmọ̀ ẹ̀rọ yìí láti kọ́ ilé. Èyí mú wa máa ń ṣe kàyéfì bóyá a lè lo ìlànà yìí ní ọjọ́ iwájú tí ó sún mọ́ tàbí tí ó jìnnà láti kọ́ àwọn ilé tí a lè gbé nínú ààyè. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé gbígbé nínú ààyè kò ṣeé ṣe lọ́wọ́lọ́wọ́, kíkọ́ ilé, pàápàá jùlọ lórí òṣùpá, lè ṣe àǹfààní fún àwọn arìnrìn-àjò afẹ́fẹ́ ní ṣíṣe àwọn iṣẹ́ àfẹ́fẹ́ afẹ́fẹ́. Ète Ilé Iṣẹ́ Ààyè Ààyè ti Europe (ESA) ni láti kọ́ àwọn ògiri lórí òṣùpá nípa lílo ààyè ààyè ààyè ààyè, èyí tí a lè lò láti kọ́ àwọn ògiri tàbí bíríkì láti dáàbò bo àwọn arìnrìn-àjò afẹ́fẹ́ kúrò lọ́wọ́ ìtànṣán. Gẹ́gẹ́ bí Advenit Makaya láti ESA ti sọ, ààyè ...
NASA ti fun ICON ni owo dola milionu 57.2 fun idagbasoke eto titẹjade 3D fun kikọ awọn ile lori oju oṣupa ati pe o tun n ṣiṣẹ pọ pẹlu ile-iṣẹ naa lati ṣẹda ibugbe Mars Dune Alpha kan. Ero naa ni lati ṣe idanwo awọn ipo igbesi aye lori Mars nipa nini awọn oluyọọda gbe ni ibugbe kan fun ọdun kan, ni siṣapẹẹrẹ awọn ipo lori Red Planet. Awọn igbiyanju wọnyi ṣe aṣoju awọn igbesẹ pataki si kikọ awọn ile ti a tẹjade 3D taara lori oṣupa ati Mars, eyiti o le ṣe ọna fun ijọba aaye eniyan ni ipari.
Ní ọjọ́ iwájú jíjìnnà, àwọn ilé wọ̀nyí lè jẹ́ kí ẹ̀mí wà láàyè ní ààyè.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Kẹfà-14-2023
