Multi-Material 3D Printing in Miniature Diaphragm Pump Manufacturing: A MIT Case Study

ປັ໊ມ diaphragm ຂະຫນາດນ້ອຍແມ່ນອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນໃນອຸປະກອນທາງການແພດ, ອັດຕະໂນມັດອຸດສາຫະກໍາ, ແລະລະບົບສິ່ງແວດລ້ອມ, ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຄວບຄຸມນ້ໍາທີ່ຊັດເຈນ, ຄວາມທົນທານ, ແລະການອອກແບບທີ່ຫນາແຫນ້ນ. ການປະສົມປະສານຂອງການພິມ 3D ຫຼາຍວັດສະດຸໄດ້ປະຕິວັດການຜະລິດຂອງພວກເຂົາ, ເຮັດໃຫ້ການປັບແຕ່ງແລະການເພີ່ມປະສິດທິພາບທີ່ບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນ. ບົດຄວາມນີ້ຄົ້ນຫາກໍລະນີສຶກສາ MIT ນໍາໂດຍພື້ນຖານກ່ຽວກັບການພິມ 3D ຫຼາຍອຸປະກອນສໍາລັບການສູບ diaphragm ຂະຫນາດນ້ອຍ, ຄຽງຄູ່ກັບການປະກອບສ່ວນປະດິດສ້າງຂອງPingCheng Motor, ຜູ້ນໍາໃນການແກ້ໄຂເຄື່ອງສູບນ້ໍາຈຸນລະພາກທີ່ກ້າວຫນ້າ.

1. MIT's Foundry Software: ເປີດໃຊ້ນະວັດຕະກໍາການອອກແບບຫຼາຍດ້ານ

ຢູ່ແຖວຫນ້າຂອງການປະຕິວັດນີ້ແມ່ນຂອງ MITຊອບແວ Foundry, ເປັນເຄື່ອງມືບຸກເບີກສໍາລັບການອອກແບບການພິມ 3D ຫຼາຍວັດສະດຸ. ພັດທະນາໂດຍ MIT's Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL), Foundry ອະນຸຍາດໃຫ້ວິສະວະກອນມອບຄຸນສົມບັດວັດສະດຸຢູ່ທີ່ລະດັບ voxel(3D pixels), ເຮັດໃຫ້ການຄວບຄຸມທີ່ຊັດເຈນກ່ຽວກັບລັກສະນະກົນຈັກ, ຄວາມຮ້ອນ, ແລະເຄມີພາຍໃນອົງປະກອບດຽວ4.

ຄຸນນະສົມບັດທີ່ສໍາຄັນຂອງ Foundry

ການຄວບຄຸມສີວັດສະດຸ: ການຫັນປ່ຽນທີ່ລຽບງ່າຍລະຫວ່າງວັດສະດຸທີ່ແຂງແລະມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ (ຕົວຢ່າງ, TPU ແລະ PLA) ກໍາຈັດຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຄວາມກົດດັນໃນອົງປະກອບຂອງປັ໊ມ diaphragm.
ການອອກແບບທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍປະສິດທິພາບ: ສູດການຄິດໄລ່ເພີ່ມປະສິດທິພາບການແຈກຢາຍວັດສະດຸສຳລັບເປົ້າໝາຍເຊັ່ນ: ຄວາມຕ້ານທານຄວາມເມື່ອຍລ້າ (ສຳຄັນສຳລັບປ້ຳທີ່ຜ່ານຫຼາຍລ້ານຮອບ) ແລະປະສິດທິພາບພະລັງງານ14.
ການປະສົມປະສານການຜະລິດ: ເຂົ້າກັນໄດ້ກັບເຄື່ອງພິມຫຼາຍວັດສະດຸເຊັ່ນ MultiFab, ການອອກແບບ ແລະການຜະລິດຂົວ Foundry, ຫຼຸດຜ່ອນເວລາການພິມຕົ້ນແບບ 70%4.

ໃນກໍລະນີສຶກສາຂອງ MIT, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ໃຊ້ Foundry ເພື່ອອອກແບບປັ໊ມ diaphragm ດ້ວຍ:

ຂອບເສີມສະແຕນເລດສໍາລັບຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງ.
ເຍື່ອທີ່ຍືດຫຍຸ່ນຂອງຊິລິໂຄນສໍາລັບການປັບປຸງການຜະນຶກ.
ຊ່ອງທາງໂພລີເມີທີ່ເຮັດດ້ວຍຄວາມຮ້ອນການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນໃນລະຫວ່າງການປະຕິບັດງານຄວາມໄວສູງ 4.

2. ສິ່ງທ້າທາຍໃນການອອກແບບຫຼາຍດ້ານ ແລະການແກ້ໄຂ

ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງວັດສະດຸ

ການສົມທົບວັດສະດຸເຊັ່ນPEEK(ສໍາລັບການຕໍ່ຕ້ານສານເຄມີ) ແລະໂພລີເມີທີ່ເສີມດ້ວຍເສັ້ນໄຍກາກບອນ(ສໍາລັບຄວາມເຂັ້ມແຂງ) ຕ້ອງການຄວາມສອດຄ່ອງຂອງຄວາມຮ້ອນແລະກົນຈັກຢ່າງລະມັດລະວັງ. ວິທີການຂັບເຄື່ອນຂໍ້ມູນຂອງ MIT, ໂດຍໃຊ້ການເພີ່ມປະສິດທິພາບ Bayesian, ໄດ້ກໍານົດ 12 ສູດວັດສະດຸທີ່ດີທີ່ສຸດໃນພຽງແຕ່ 30 ການທົດລອງຊໍ້າໆ, ຂະຫຍາຍພື້ນທີ່ປະສິດທິພາບ 288 × 1.

ການເພີ່ມປະສິດທິພາບໂຄງສ້າງ

ການເພີ່ມປະສິດທິພາບ Topology: Algorithms ເອົາວັດສະດຸທີ່ມີຄວາມກົດດັນຕ່ໍາ, ຫຼຸດຜ່ອນນ້ໍາ pump 25% ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຄວາມຕ້ານທານຄວາມກົດດັນ (-85 kPa)47.
ເຕັກນິກການຕ້ານການ Warpage: ສໍາລັບວັດສະດຸທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງເຊັ່ນ: PEEK, ການຄົ້ນຄວ້າຂອງ MIT ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າອຸນຫະພູມຂອງ nozzle ຂອງ 400 ° C ແລະ 60% ອັດຕາການ infill ຫຼຸດຜ່ອນການຜິດປົກກະຕິການຜິດປົກກະຕິ7.

ກໍລະນີສຶກສາ: ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ PinCheng Motor

PingCheng Motor ໄດ້ນໍາໃຊ້ການພິມ 3D ຫຼາຍວັດສະດຸເພື່ອພັດທະນາຂອງຕົນ385 Micro Vacuum Pump, ການແກ້ໄຂທີ່ຫນາແຫນ້ນສໍາລັບການຫຸ້ມຫໍ່ອຸດສາຫະກໍາ. ນະວັດຕະກໍາຫຼັກປະກອບມີ:

Dual-Material Diaphragm: ປະສົມຂອງFKM fluoropolymer(ການຕໍ່ຕ້ານສານເຄມີ) ແລະPEEK ທີ່ມີກາກບອນ-ໄຟເບີເສີມ(ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງ), ບັນລຸ 15,000+ ຊົ່ວໂມງຂອງການດໍາເນີນງານທີ່ບໍ່ມີການບໍາລຸງຮັກ7.
ການອອກແບບທີ່ເປີດໃຊ້ IoT: ເຊັນເຊີຝັງຕົວຕິດຕາມຄວາມກົດດັນແລະອຸນຫະພູມໃນເວລາຈິງ, ເຮັດໃຫ້ການຮັກສາການຄາດເດົາຜ່ານ AI algorithms4.

3. ຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງການພິມ 3D ຫຼາຍວັດສະດຸໃນການຜະລິດປັ໊ມ

ຜົນປະໂຫຍດ	ຜົນກະທົບ	ຕົວຢ່າງ
ການຫຼຸດຜ່ອນນ້ໍາຫນັກ	30-40% ສູບສີມ້ານ	ອົງປະກອບຂອງ titanium-PEEK ລະດັບ Aerospace7
ປັບປຸງຄວາມທົນທານ	ອາຍຸ 2× ທຽບກັບປ້ຳວັດສະດຸດຽວ	MIT's stainless steel-silicone diaphragm4
ການປັບແຕ່ງ	gradients ວັດສະດຸສະເພາະຂອງແອັບພລິເຄຊັນ	ປັ໊ມທາງການແພດທີ່ມີຊັ້ນນອກ biocompatible ແລະສະຫນັບສະຫນູນພາຍໃນ rigid1

4. ທິດທາງໃນອະນາຄົດແລະຜົນກະທົບຕໍ່ອຸດສາຫະກໍາ

ການຄົ້ນພົບວັດສະດຸທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍ AI: ກອບການຮຽນຮູ້ເຄື່ອງຈັກຂອງ MIT ເລັ່ງການກໍານົດການຜະສົມໂພລີເມີລິເມີນະວະນິຍາຍ, ການກໍາຫນົດເປົ້າຫມາຍຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເຊັ່ນປັ໊ມທີ່ທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນສໍາລັບການປຸງແຕ່ງທາງເຄມີ 1.
ການຜະລິດແບບຍືນຍົງ: PinCheng Motor ກໍາລັງຂຸດຄົ້ນthermoplastics ສາມາດຣີໄຊເຄິນໄດ້ແລະເຄືອຂ່າຍການຜະລິດແບບກະແຈກກະຈາຍເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນສິ່ງເສດເຫຼືອ, ໄດ້ຮັບແຮງບັນດານໃຈຈາກໂຄງການເຊັ່ນ "Metaplas" system10 ຂອງມະຫາວິທະຍາໄລວິທະຍາໄລລອນດອນ.
ເຄື່ອງປ້ຳອັດສະລິຍະ: ການປະສົມປະສານຂອງວັດສະດຸ thermochromic(ສໍາລັບການຄວບຄຸມນ້ໍາທີ່ຕອບສະຫນອງອຸນຫະພູມ) ແລະການປິ່ນປົວດ້ວຍຕົນເອງ polymers10.

ສະຫຼຸບ

ການປະສົມປະສານຂອງຊອບແວ Foundry ຂອງ MIT ແລະຄວາມຊໍານານດ້ານວິສະວະກໍາຂອງ PinCheng Motor ໄດ້ຍົກຕົວຢ່າງທ່າແຮງການຫັນປ່ຽນຂອງການພິມ 3D ຫຼາຍວັດສະດຸໃນການຜະລິດປັ໊ມ diaphragm ຂະຫນາດນ້ອຍ. ໂດຍການເພີ່ມປະສິດທິພາບການຜະສົມຜະສານວັດສະດຸແລະການຮັບເອົາການອອກແບບທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍ AI, ເຕັກໂນໂລຢີນີ້ແກ້ໄຂບັນຫາສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສໍາຄັນໃນຄວາມທົນທານ, ປະສິດທິພາບ, ແລະການປັບແຕ່ງ.

ສຳຫຼວດການແກ້ໄຂບັນຫາປ້ຳແບບປະດິດສ້າງຂອງ PinCheng Motor:
ຢ້ຽມຢາມເວັບໄຊທ໌ທາງການຂອງ PingCheng Motorເພື່ອຄົ້ນພົບຜະລິດຕະພັນທີ່ທັນສະ ໄໝ ເຊັ່ນ:385 Micro Vacuum Pumpແລະບໍລິການ OEM / ODM ທີ່ກໍາຫນົດເອງ.

ເບິ່ງເພີ່ມເຕີມ