ניו-טק מגזין | ספטמבר 2026 | המהדורה הדיגיטלית

דורש משטח מוליך WAAM חדשה. תהליך ורציף כדי לחדש עליו את פעולת הקשת. לכן ציפו החוקרים את הקרמיקה בשכבה מוליכה באמצעות התזה קרה. תערובת של אלומיניום, תחמוצת אלומיניום ואבץ רוססה על פני המיגון ויצרה שכבה מתכתית מיקרון, עם סטייה של 198 בעובי ממוצע של מיקרון. השכבה סיפקה מסלול מוליך 55 שאפשר להמשיך בהשקעת האלומיניום מעל אזורי החיישנים. בסיום בוצע עיבוד שבבי נוסף כדי להביא את הקורות לגיאומטריה הנדרשת. פתחים ייעודיים בצדן אפשרו להוציא את מוליכי המעגלים הגמישים אל מערכת רכישת הנתונים. החלק לא יצא ממדפסת אחת כשהוא מוכן. הוא עבר בין כמה תחנות ותהליכים, וחלק מהפעולות, ובהן יישום שכבת הקרמיקה, בוצעו ידנית. בשלב הנוכחי, ההישג הוא היכולת ליצור את האינטגרציה, ולא פישוט של שרשרת הייצור. מ"מ, ברוחב 180 קורת הניסוי הייתה באורך מ"מ. בתצורה המלאה 13 מ"מ ובעובי 20 חיישנים בשתי שכבות 14 הוטמעו בה פנימיות. בכל שכבה מוקמו ארבעה חיישני ושלושה מדי עיבור. RTD החיישנים לא שובצו במיקומים מקריים. מדי העיבור הותקנו במרחקים שונים מהציר הנייטרלי של הקורה, שבו העיבור בכיפוף שואף לאפס. כך ניתן היה למדוד את שינוי העיבור לאורך עובי החלק ולשחזר את שדה העיבור הפנימי. חיישני הטמפרטורה מוקמו באזורים מקבילים, כדי לעקוב אחר התפתחות מפל הטמפרטורה דרך המבנה. גם לתהליך הייצור הייתה השפעה על פריסת הרשת. החוקרים שמרו על מרחק של לפחות מ"מ בין מרכזי החיישנים, כדי לאפשר 15 שליטה תרמית מספקת בין פסי הריתוך הסמוכים. צפיפות החישה הוגבלה אפוא על ידי תהליך השקעת המתכת, ממדי אריזת החיישנים, ניהול החום ונתיבי החיווט. לצורך בדיקות שונות שונתה הפריסה. בבדיקת הכיפוף עד לשבר הוסרו שני חיישנים שהיו סמוכים מדי לנקודת הפעלת הכוח. בבדיקת העייפות הוקטנה הרשת לשישה חיישנים, כדי לצמצם ריכוזי מאמצים באזורים שבהם הקורה באה במגע עם המעמיס והתומכים. ארבעה עשר חיישנים בשתי שכבות

ייצור אדיטיבי של רכיב תמונת שער: « מתכתי באמצעות אבקת מתכת. במחקר המתואר בכתבה השתמשו החוקרים ,WAAM במסלול ייצור אחר, המשלב עיבוד שבבי, מיגון קרמי והתזה קרה, כדי להטמיע חיישנים בתוך קורת אלומיניום. צילום אילוסטרציה. Nordroden / Shutterstock קרדיט:

למדוד מתוך החומר בבדיקות התרמיות כוילו שמונת חיישני מעלות צלזיוס. 120 ל- 50 בטווח שבין RTD ה- 2.2% - שגיאות המדידה נותרו מתחת ל בבדיקות הכיול ושחזור שדה הטמפרטורה, לרבות בתנאי חימום משתנים. כאשר גוף חימום הוצמד לאזור מסוים בקורה, החיישנים הקרובים אליו הגיבו ראשונים והציגו טמפרטורה גבוהה יותר. החיישנים המרוחקים הגיבו באיחור ובצורה מתונה יותר, בהתאם להולכת החום לאורך האלומיניום ולאובדן החום לסביבה. הרשת אפשרה לעקוב אחר התפתחות השדה התרמי בתוך הקורה ולא רק לקבל קריאה בנקודה אחת. מדי העיבור נבדקו בכיפוף בשלוש נקודות והושוו לחיישני ייחוס שהותקנו על פני השטח. באמצעות מיקומם הידוע בתוך החלק ומודל הכיפוף של הקורה, החוקרים שחזרו את העיבור שהיה צפוי להימדד על פני השטח. הסטייה המרבית הייתה נמוכה 0.8%- בטמפרטורת החדר ונמוכה מ 2.5%- מ מעלות צלזיוס. 120 ב בניסויים שבהם הופעלו חימום וכיפוף יחד, החיישנים שמרו על תגובה עקבית. חיישני הטמפרטורה לא הראו תלות מדידה בעומס המכני, ומדי העיבור חזרו כמעט לערכי הבסיס לאחר הסרת העומס. התוצאות אינן מוכיחות פעולה בכל טווח טמפרטורה ועומס אפשרי, אך הן מראות שהמערכת הרב חומרית אפשרה לקבל מדידות שימושיות בתנאים שנבדקו. החישה גובה מחיר מכני כדי לברר אם הקורה נשארה רכיב מבני ולא הפכה בעיקר למארז חיישנים, השוו החוקרים את הקורות החכמות לקורות אלומיניום ללא חיישנים. מודול הכפיפה הממוצע כמעט לא השתנה: ג'יגה-פסקל בקורות החכמות, לעומת 67.37 ג'יגה-פסקל בקורות הבסיס. לעומת 67.73 . 10.8%- זאת, החוזק המרבי בכפיפה ירד בכ הקורות החכמות הגיעו בממוצע למאמץ 364.8 מגה-פסקל, לעומת 325.5 מרבי של מגה-פסקל בקורות ללא חיישנים. בבדיקת העייפות הועמסו הקורות בתדר 200 ל- 20 הרץ, בטווח מאמצים שבין 5 של מגה-פסקל. קורות הבסיס שרדו בממוצע אלף מחזורים, ואילו הקורות בעלות 312 כ- אלף מחזורים. מדובר 250 החיישנים שרדו כ- בחיי העייפות. 20%- בירידה של כ

לא מדפסת אחת, אלא מסלול ייצור משולב

כדי להתמודד עם האתגר, החוקרים לא ניסו לבצע הכול בטכנולוגיית הדפסה אחת. הם פיתחו מסלול ייצור משולב, המכונה במחקר , ומחבר בין Convergent Manufacturing , ) WAAM ייצור באמצעות קשת וחוט מתכת ( Cold עיבוד שבבי, מיגון קרמי והתזה קרה ( . ) Spray החלק הבסיסי נבנה מסגסוגת אלומיניום . בתהליך זה קשת WAAM באמצעות Al -5356 חשמלית ממיסה חוט מתכת המוזן אל אזור הבנייה. בהשוואה לתהליכים המבוססים מתאים בדרך כלל WAAM על אבקת מתכת, לחלקים גדולים יותר ומאפשר קצב השקעה גבוה, אך פני השטח המתקבלים אינם מדויקים או חלקים מספיק לצורך הצמדה ישירה של חיישנים קטנים. לאחר בניית שכבות המתכת הראשונות , שיישרה את פני CNC הועבר החלק למכונת השטח. החוקרים לא כרסמו כיסים עמוקים עבור החיישנים, כפי שנעשה בחלק מהעבודות הקודמות, משום שכיסים כאלה עלולים ליצור ריכוזי מאמצים ולהחליש את הקורה. על האזור המיושר הותקנו חיישנים מסחריים: מדי עיבור וחיישני טמפרטורה ). כל חיישן נארז תחילה RTD התנגדותיים ( ), שסיפק FPCB על גבי מעגל מודפס גמיש ( תמיכה מכנית, הגנה על החיבורים ונתיב מסודר להוצאת האות. החיבורים החשמליים בוצעו בריתוך נקודתי, והחיישנים הודבקו לאלומיניום בדבק עמיד בטמפרטורה. לאחר מכן כוסתה כל קבוצת חיישנים בעובי Zirconia בשכבת מגן קרמית מבוססת של כמילימטר. תפקידה היה לבודד את החיישנים מהעומס התרמי כאשר הקשת החשמלית תחזור לפעול מעליהם. ההגנה הייתה חשובה במיוחד למדי העיבור, שטווח מעלות 200 הפעולה המוצהר שלהם מגיע עד צלזיוס. אלא שהקרמיקה המבודדת יצרה בעיה

New-Tech Magazine l 46