News
ข่าวประชาสัมพันธ์
blog
อัปเดต 20.04.2022
การแข่งขัน: เชื่อมช่องว่างด้วยการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ
สวัสดี!
ในปี 2021 Markforged ได้ร่วมมือกับ Advantage 3D Solutions เพื่อรวบรวมการแข่งขันแบบ 3 รอบสำหรับการออกแบบการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ ทีมผู้ผลิต 45 ทีมแข่งขันกันเพื่อออกแบบชิ้นส่วนที่แข็งแกร่งที่สุดเพื่อตอบสนองต่อความท้าทายใหม่ในแต่ละรอบ โดยมีห้าทีมที่ผ่านเข้าสู่รอบสุดท้าย
ด้วยความสามารถในการเสริมแรงชิ้นส่วนด้วยเส้นใยแบบต่อเนื่อง เช่น คาร์บอนไฟเบอร์, เคฟลาร์, ไฟเบอร์กลาส และไฟเบอร์กลาส HSHT (อุณหภูมิสูงที่มีความแข็งแรงสูง) เครื่องพิมพ์ 3D ระดับมืออาชีพของ Markforged ได้รับการออกแบบมาเพื่อผลิตชิ้นส่วนที่มีความแข็งแรงสูงและน้ำหนักเบาเป็นพิเศษ การใช้ข้อจำกัดด้านต้นทุนชิ้นส่วนในแต่ละรอบ การแข่งขันนี้ท้าทายให้คู่แข่งใช้กลยุทธ์ในการเสริมแรงชิ้นส่วนของตนด้วยไฟเบอร์แบบต่อเนื่อง โดยสามารถเลือกไฟเบอร์ที่มีราคาถูกกว่าอย่างเช่น ไฟเบอร์กลาส หรือใช้ไฟเบอร์ในปริมาณที่น้อยกว่า เส้นใยคาร์บอนที่แข็งแกร่งขึ้น
แล้วการแข่งขันด้านการออกแบบการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุเป็นอย่างไรบ้าง? อ่านบทสรุปในบล็อกนี้ — เรียนรู้ว่าการแข่งขันเป็นอย่างไร ทีมห้าอันดับแรกใช้กลยุทธ์การเสริมแรงด้วยไฟเบอร์ต่าง ๆ เพื่อทำให้ชิ้นส่วนของพวกเขาแข็งแกร่งขึ้นในรอบสุดท้ายอย่างไร และทีมใดชนะและได้เครื่องพิมพ์ 3D ระดับมืออาชีพของ Markforged กลับบ้าน
ข้อมูลการแข่งขันในการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ
ในแต่ละรอบจะมีการเสนอความท้าทายที่ไม่เหมือนใคร จากนั้นทีมที่เข้าร่วมจะแข่งขันกันเพื่อผลิตชิ้นส่วนที่แข็งแกร่งที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อจัดการกับความท้าทายที่เฉพาะเจาะจงโดยการออกแบบชิ้นส่วนโดยใช้ CAD และใช้ซอฟต์แวร์เครื่องพิมพ์ 3 มิติบนคลาวด์ของ Eiger เพื่อใช้กลยุทธ์การเสริมแรงด้วยไฟเบอร์อย่างต่อเนื่อง ทีมส่งชิ้นส่วนโดยบันทึกเป็นสินค้าคงคลังดิจิทัลในบัญชี Eiger Fleet ของ Advantage 3D
จากนั้น โซลูชัน Advantage 3D จะพิมพ์แต่ละส่วนบนเครื่องพิมพ์ 3D ระดับมืออาชีพ และทดสอบว่าส่วนไหนไม่แข็งแรงที่สุด อะไรเป็นเดิมพันในการแข่งขันครั้งนี้? รางวัลชนะเลิศของทีมผู้ผลิตคือเครื่องพิมพ์ 3D ระดับมืออาชีพของ Markforged: Onyx One ใหม่ล่าสุด
ความท้าทายที่ 1: แท่นยึด เครื่องพิมพ์ 3D ระดับมืออาชีพมักใช้ในการพิมพ์ขายึด ซึ่งเป็นกระดูกสันหลังของวิศวกรรมสมัยใหม่ — มีการใช้ขายึดเพื่อปรับปรุงความแข็งของส่วนประกอบ เพิ่มโมดูลาร์ให้กับการออกแบบ และติดตั้งฮาร์ดแวร์ที่สำคัญ เช่น เซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์ ความท้าทายแรกมีข้อจำกัดหลักสองประการ ประการหนึ่ง ชิ้นส่วนนี้ใช้ได้เฉพาะวัสดุฐานเท่านั้น Onyx (ไม่มีการเสริมแรงด้วยไฟเบอร์แบบต่อเนื่อง) ต้นทุนวัสดุชิ้นส่วนต้องไม่เกิน $25.00
จาก 45 ทีมที่เข้าร่วมในรอบนี้ ทีมที่มี 25 อันดับแรกจะย้ายไปยังรอบที่สอง
ความท้าทายที่ 2: การติดตั้งขายึดด้วยไฟเบอร์แบบต่อเนื่อง ในรอบที่สองของการแข่งขันการพิมพ์ 3 มิติแบบมืออาชีพ ทีม 25 อันดับแรกจากรอบที่แล้วได้รับมอบหมายให้ออกแบบโครงยึดอื่น อย่างไรก็ตาม ทีมสามารถใช้เทคโนโลยีการเสริมแรงด้วยเส้นใยแบบต่อเนื่อง (CFR) เพื่อเสริมความแข็งแกร่งให้กับส่วนของพวกเขาในครั้งนี้
การเสริมแรงชิ้นส่วนด้วยเส้นใยต่อเนื่องในเครื่องพิมพ์ 3D ระดับมืออาชีพทำให้มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม สำหรับรอบนี้ ค่าตัดราคาวัสดุสำหรับแต่ละส่วนเพิ่มขึ้นเป็น $35.00 การตัดราคาวัสดุสำหรับรอบนี้ช่วยกระตุ้นให้ทีมผู้ผลิตมีความคิดสร้างสรรค์และมีไหวพริบในการเลือกใช้การเสริมแรงด้วยไฟเบอร์แบบต่อเนื่อง — ไฟเบอร์ที่จะใช้ (คาร์บอนไฟเบอร์, ไฟเบอร์กลาส, เคฟลาร์, ไฟเบอร์กลาสที่มีความแข็งแรงสูง) และกลยุทธ์ไฟเบอร์แบบต่อเนื่องที่จะใช้
จาก 25 ทีมที่เข้าแข่งขันในรอบนี้ มีเพียง 5 อันดับแรกเท่านั้นที่ย้ายไปยังรอบที่สามและรอบสุดท้ายของการแข่งขันการออกแบบการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ
ความท้าทาย 3: เชื่อมช่องว่าง ทีมที่เหลืออีกห้าทีมได้รับมอบหมายให้ออกแบบสะพานที่แข็งแรงที่สุดที่สามารถสร้างด้วยเครื่องพิมพ์ 3D ระดับมืออาชีพของ Markforged สะพานแต่ละอันต้องขยายเกินช่องว่าง 16 นิ้วระหว่างชุดของรถฟอร์คลิฟท์ โดยมีวัสดุไฟเบอร์แบบต่อเนื่องทั้งหมดและจำกัดต้นทุนวัสดุชิ้นส่วนไว้ที่ $175.00 ในความท้าทายนี้ ส่วนประกอบสามส่วนจะต้องพอดีกับฐานรองเครื่องพิมพ์ 3D ของ Markforged X7 พร้อมกัน
ผลการแข่งขันรอบที่ 3:
ดังนั้นห้าทีมแรกสร้างผลงานอะไรและผลงานเป็นอย่างไร?
ทีมแรก: SSC
สะพานของทีม SSC ชุดแรกเป็นส่วนประกอบสองส่วนที่ทำจาก Onyx โดยใช้ไฟเบอร์กลาสเป็นเส้นใยเสริมแรง SSC เลือกใช้ Concentric Fiber รอบนอกของชิ้นงาน และพวกเขาเลือกเส้นใยที่มีจุดศูนย์กลาง 70 ชั้นสำหรับส่วนประกอบทั้งสองของการประกอบสะพาน หลังจากที่ Advantage 3D ใช้เครื่องพิมพ์ 3D ระดับมืออาชีพเพื่อสร้างชิ้นส่วนและทดสอบสะพานที่ประกอบแล้ว จุดแตกหักของบริดจ์ของ SSC อยู่ที่ 95.0 กก.
SSC เลือกใช้ Concentric Fiber รอบนอกของชิ้นงาน และพวกเขาเลือกเส้นใยที่มีจุดศูนย์กลาง 70 ชั้นสำหรับส่วนประกอบทั้งสองของการประกอบสะพาน
Mac Valves
ทีมที่สองที่จะทดสอบในรอบสุดท้ายของความท้าทายด้านการออกแบบการผลิตแบบเพิ่มเนื้อคือ Mac Valves ทีมนี้ออกแบบสะพานของพวกเขาด้วยการประกอบสามส่วน ส่วนประกอบแต่ละส่วนของการประกอบนี้ทำด้วย Onyx และเสริมด้วยไฟเบอร์กลาสเป็นเส้นใยเสริมแรง
Mac Valves เสริมแขนแต่ละข้างสำหรับสะพานด้วยเส้นใยไอโซโทรปิก ซึ่งหมายความว่าชิ้นส่วนนั้นประกอบด้วยเส้นใยต่อเนื่องกากบาดหนึ่งชั้นขึ้นไป สำหรับแต่ละแขน Mac Valves เลือกที่จะรวมการเสริมแรงด้วยเส้นใยไอโซทรอปิกสามชั้น หลังจากที่ Advantage 3D ประดิษฐ์ส่วนประกอบแต่ละชิ้นบนเครื่องพิมพ์ 3D ระดับมืออาชีพและประกอบเข้าด้วยกัน บริดจ์ของ Mac Valves ก็ถูกนำไปทดสอบ ผลลัพธ์? สะพานที่พิมพ์ 3 มิตินี้ทำให้น้ำหนักถึง 112.5 กก. จนกระทั่งแตกหัก
Black Dog Form
ทีมที่สามที่เข้าร่วมในความท้าทายในการออกแบบการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุคือ Black Dog Form ส่วนประกอบสามชิ้นที่พิมพ์จากเครื่องพิมพ์ 3D ระดับมืออาชีพประกอบด้วยสะพานนี้ — แขนสองข้างและส่วนประกอบลิงค์ทำจาก Onyx และเสริมด้วยไฟเบอร์กลาส สำหรับกลยุทธ์การเสริมแรง Black Dog Form ใช้เส้นใยศูนย์กลางในรูปแบบแถบ
ผลลัพธ์อยู่ที่ 272.5กก.
Xtrac Engineering
Xtrac Engineering เป็นทีมที่สี่ในการออกแบบการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ Xtrac แตกต่างจากสามทีมก่อนหน้าที่ทำการทดสอบในรอบสุดท้าย Xtrac ใช้กลยุทธ์การเสริมแรงด้วยไฟเบอร์ที่แตกต่างกัน โดยเลือกใช้คาร์บอนไฟเบอร์ที่มีราคาแพงกว่าในปริมาณที่น้อยกว่าเพื่อเสริมความแข็งแกร่งให้กับชิ้นส่วน Onyx
สะพานของ Xtrac ประกอบด้วยสองแขนและคลิปเชื่อมต่อ ด้านนอก Xtrac ออกแบบแขนสะพานแต่ละข้างให้เสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์แบบรวมศูนย์ในทุกผนัง ตรงกลางของส่วนเสริมด้วยเส้นใยคาร์บอนเฉพาะรูในเท่านั้น คลิปต่อเสริมด้วยเส้นใยคาร์บอนไอโซโทรปิก
หลังจากที่ Advantage 3D ประดิษฐ์ส่วนประกอบด้วยเครื่องพิมพ์ 3D ระดับมืออาชีพของ Markforged ประกอบสะพานและนำไปทดสอบ ผลลัพธ์ที่ได้คือ 901.0 กก. จนกระทั่งล้มเหลว!
ผลสุดท้ายและบทสรุป
น่าเสียดายที่ทีมคู่แข่งที่ห้าในรอบสุดท้ายของการแข่งขันการออกแบบการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุของเรา Skylark ไม่สามารถสร้างสะพานให้เสร็จได้ เป็นผลให้ Skylark จบในอันดับที่ 5 โดยค่าเริ่มต้น
Xtrac Engineering — 901.0kg
Black Dog Form — 272.5kg
Mac Valve — 112.5kg
SSC — 95.0kg
Skylark — ยังไม่เสร็จ
โดยสรุป การแข่งขันออกแบบการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุได้สอนเราว่าการใช้การเสริมแรงด้วยเส้นใยแบบต่อเนื่อง (CFR) กับเส้นใยที่แข็งแรง เช่น คาร์บอนไฟเบอร์ ไม่ได้เพียงแค่ผลิตชิ้นส่วนที่แข็งแรงอย่างโดดเด่นเท่านั้น ด้วยความคิดสร้างสรรค์และกลยุทธ์การเสริมแรงที่ถูกต้อง ผู้ผลิตสามารถเก็บเกี่ยวผลประโยชน์นี้ได้โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมเกินกว่าที่พวกเขาจะจ่ายสำหรับวัสดุเส้นใยราคาไม่แพงต่อปริมาตร เช่น ไฟเบอร์กลาส
แล้วพบกันใหม่!