การผลิตสารเติมแต่งด้วยคอมโพสิตในการทำเครื่องบิน ยานอวกาศและกองทัพบก >> ต่อ <<

เหตุใดกองทัพอากาศจึงหันมาใช้สารเติมแต่ง

ภาพงานซ่อมบำรุง C-130 ที่ฐานทัพ Hill Air Force 

      การใช้ประโยชน์โดยตรงสำหรับการพิมพ์ 3 มิติในกองทัพอากาศและการทหารก็เพิ่มมากขึ้นเช่นกัน ไม่ใช่แค่เฉพาะในอุตสาหกรรมเท่านั้น ทั้งนี้ มีประเด็นสำคัญสองประการที่สามารถนำไปใช้โดยตรงกับการใช้การผลิตสารเติมแต่งของกองทัพได้

1. การผลิตจำนวนน้อย: โดยเฉพาะสำหรับเครื่องบินที่ในการผลิตเราไม่ได้สร้างชิ้นส่วนจำนวนหลายแสนชิ้นเหมือนกับการผลิตทั่วๆไปที่คุณต้องการ การใช้งานด้านอวกาศและการทหารส่วนใหญ่เป็นการผลิตขนาดเล็กและบางครั้งชิ้นส่วนเหล่านี้สามารถผลิตได้ในภาคสนามโดยขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีการผลิตแบบการใช้สารเติมแต่ง

2. การสร้างแบบกระจาย: พลังของสารเติมแต่งยังอยู่ที่คุณสมบัติแบบกระจาย เมื่อเครื่องพิมพ์ 3 มิติสามารถแทนที่การผลิตชิ้นส่วนต่างๆได้ในราคาถูก หากมีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้นคุณไม่จำเป็นต้องสั่งชิ้นส่วนใหม่นั้นจากทั่วมุมโลก การผลิตแบบเติมแต่งทำให้คุณไม่จำเป็นต้องพึ่งพาแหล่งผลิตเดียว โดยการมีเพียงแค่เครื่องพิมพ์จำนวนไม่กี่เครื่องก็สามารถสร้างชิ้นส่วนนั้นๆขึ้นมาได้อย่างง่ายดาย

และเนื่องจากปัจจัยเหล่านี้ทำให้เขาเห็นว่าการผลิตแบบเติมแต่งมีบทบาทมากขึ้นในการใช้งาน

เครื่องมือเสริมสำหรับการซ่อมแซมเครื่องบินเก่า - MRO

ภาพมุมมองทางอากาศของเครื่องบินทหารที่ไม่ได้ถูกใช้งานแล้วและถูกเก็บรักษาไว้ 

  สำนักงานคอมโพสิตขั้นสูงได้รับมอบหมายให้ค้นหาแนวทางในการออกแบบคอมโพสิต การวิเคราะห์ต่างๆ วิศวกรรมและการซ่อมแซมโดยเฉพาะผ่านทาง Life Cycle Management Center ซึ่งครอบคลุมการซ่อมเครื่องบินที่มีอายุการใช้งานมาก บ่อยครั้งเครื่องมือดั้งเดิมสำหรับเครื่องบินถูกทำลายหรือใส่ผิดตำแหน่ง และในกรณีนี้เราสามารถใช้สารเติมแต่งเพื่อสร้างเครื่องมือใหม่สำหรับเครื่องบินเหล่านั้นเพื่อให้สามารถบินต่อไปได้

    วัตถุประสงค์หลักอย่างหนึ่งของเขาคือการพัฒนาเครื่องมือเสริมเพื่อให้เราสามารถสร้างคอมโพสิตสำหรับเครื่องบินเหล่านั้นได้ เมื่อสร้างชิ้นส่วนสำหรับเครื่องบินรุ่นเก่าที่เราไม่มีเครื่องมือหรือข้อมูล CAD แล้ว บางครั้งเราสร้างโดยการสแกน 3 มิติของชิ้นส่วนที่มีอยู่แล้วเพื่อสร้างแบบจำลองที่เราสามารถพิมพ์แบบ 3 มิติและใช้เป็นเครื่องมือทดแทนสำหรับชิ้นงานเดิมส่วนนั้น

การผลิตสารเติมแต่งสำหรับเครื่องมือคอมโพสิต

 ภาพ Collin Fisher ฝ่ายฝูงบินบำรุงรักษาสินค้าที่ 533 ที่กำลังทำงานร่วมกับชิ้นส่วนเครื่องบินประกอบปีก F-16

       เมื่อพูดถึงสำนักงานคอมโพสิตขั้นสูง เรามีความสนใจในการพิมพ์ 3 มิติ โดยจากมุมมองของผู้ใช้งานคอมโพสิตและในกระบวนการของเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่สามารถช่วยให้การผลิตมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ปัจจุบัน บริษัทจำนวนมากใช้ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติแบบ Fused Deposition Modeling (FDM) ขนาดใหญ่เพื่อเป็นเครื่องมือในการผลิต แต่พวกเขาจะต้องจัดกำลังชิ้นส่วนของเครื่องจักรหลังจากที่ชิ้นส่วนถูกผลิตเสร็จโดยเครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับห้องปฏิบัติการคอมโพสิต ซึ่งหมายความว่าพวกเขาต้องพิมพ์ 3 มิติแบบ CAD หรือแบบจำลอง CAD ที่มีความแม่นยำสูง จากนั้นวางลงบนเครื่อง CNC หลังจากนั้นจึงวางเครื่องกลับและเตรียมการจัดวางคอมโพสิตด้วยการผสมของวัตถุอุดกันรั่ว เพื่อให้เครื่องดูดฝุ่นมีความแน่นและทำให้เกิดการปล่อยแม่พิมพ์ ซึ่งนี่เป็นเพียงขั้นตอนหนึ่งในการวางชิ้นงานลงบน CNC ซึ่งในส่วนนี้เราต้องการที่จะกำจัดขั้นตอนเหล่านี้ออกไปเพราะเป็นการทำลายการใช้ประโยชน์จากเครื่องมือการผลิตแบบเติมแต่งเป็นอย่างมาก

        จากมุมมองของเขา ข้อดีหลายประการของเครื่องมือการผลิตสารเติมแต่งคือคุณจะได้รับชิ้นส่วนที่แม่นยำสำหรับการออกแบบ CAD ของคุณอย่างรวดเร็วและง่ายดาย หากคุณต้องจัดกำลังเครื่องจักรที่ขึ้นรูปก่อนที่จะใช้เป็นชิ้นส่วนคอมโพสิต คุณอาจใช้กระดานเครื่องมือบางชนิดซึ่งจะมีราคาถูกกว่าและง่ายต่อการใช้เครื่องจักร อย่างไรก็ตามหากเราสามารถกำจัดขั้นตอนการจัดกำลังเครื่องจักรได้ คุณก็สามารถประหยัดเวลาและพลังงานได้อย่างมาก หากเราผลิตชิ้นส่วนที่พิมพ์แบบ 3 มิติได้โดยใช้ด้วยสูญญากาศพื้นผิวที่แน่นอย่างเสร็จสรรพ โดยไม่ต้องผ่านการตัดเฉือนหรือการขัดด้วยมือ หรือสิ่งอื่นๆที่เป็นการลดความแม่นยำของรูปทรงชิ้นงาน และเขายังเห็นว่าโลกใบนี้มีการใช้การผลิตแบบเติมแต่งอย่างแพร่หลายสำหรับการใช้เครื่องมือคอมโพสิต กองทัพอากาศคือหนึ่งในพื้นที่ที่มีผลกระทบสูงมากสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ

เครดิต: https://markforged.com/
เครดิต: https://www.septillion.co.th/
เครดิตรูปภาพ: Hill Air Force Base photo gallery