ការបោះពុម្ព 3D គាំទ្រការស្រាវជ្រាវ និងអភិវឌ្ឍន៍វត្ថុធាតុសម្រាប់ការសាងសង់សេះយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពយ៉ាងដូចម្តេច?

ការប៉ុនប៉ាន់គំរូសម្ភារៈសម្រាប់ការសាងសង់ទូទៅ

ការធ្វើបច្ចុប្បន្នភាពយ៉ាងឆាប់រហ័សនូវសមាសភាគអាល័យដែលមានស្ថេរភាពចំពោះការឆ្លាក់សម្រាប់បរិស្ថានសមុទ្រ

ការអភិវឌ្ឍសម្ភារៈសម្រាប់ការសាងសង់ទូទៅតាមបែបប្រពៃណី ពឹងផ្អែកលើដំណាំដែលយឺតយ៉ាវ—ជាទូទៅត្រូវការរយៈពេលជាច្រើនខែសម្រាប់គ្រប់គំរូអាល័យមួយៗ។ ការផលិតបន្ថែម (Additive manufacturing) បានផ្លាស់ប្តូរដំណាំនេះ៖ អ្នកស្រាវជ្រាវឥឡូវនេះអាចផលិតគំរូតូចៗសម្រាប់សាកល្បងសមាសភាគអាល័យដែលមានសមាសធាតុនីកែល-អាលុយមីញ៉ូម-ប្រោង (NAB) និងស្តេលអ៊ីណុកស៍ឌុប្លេក្ស (duplex stainless steels) ក្នុងរយៈពេលមួយចំនួនម៉ោង ជាជាងរយៈពេលជាច្រើនសប្តាហ៍។ ការផលិតបែបនេះអនុញ្ញាតឱ្យធ្វើការសាកល្បងបានច្រើនគំរូក្នុងពេលតែមួយ ក្រោមលក្ខខណ្ឌសមុទ្រដែលបានធ្វើនាំង (simulated ocean conditions)—រួមទាំងការប៉ះពាល់ដោយធ្លាក់ទឹកប្រៃ (salt spray exposure) និងការវិភាគអេឡិកត្រូគីមី (electrochemical analysis)—ក្នុងរយៈពេលគ្រាប់ចំនួនសប្តាហ៍។ ការវាយតម្លៃទូទៅបែបនេះមុននេះមិនអាចធ្វើបានដោយសារតែការកំណត់ដោយពេលវេលា និងថ្លៃដើម។

ការប៉ះពាល់គឺមានសារៈសំខាន់ណាស់សម្រាប់ដោះស្រាយបញ្ហាការឆ្លងរបស់សមុទ្រ ដែលការប្រែប្រួលនៃកម្រិតអំបាញ់ សីតុណ្ហភាព និងសកម្មភាពរបស់មេរោគទាមទារឱ្យមានការឆ្លើយតបពីសម្ភារៈដែលត្រូវបានរចនាឡើងជាពិសេស។ ដោយធ្វើការប៉ះពាល់យ៉ាងឆាប់រហ័សលើអថេរផ្នែកសមាសធាតុ និងរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូ វិស្វករអាចកំណត់បាននូវការឈរទប់ទល់នឹងការឆ្លង ស្ថេរភាពផ្នែកយន្ត និងសមត្ថភាពផលិតបានល្អបំផុត លឿនជាងមុនគ្រប់គ្រាន់។ ឧស្សាហកម្មសមុទ្របាត់បង់ប្រាក់រាប់ពាន់លានដុល្លារក្នុងមួយឆ្នាំដោយសារការឆ្លង (DNV, 2023) ដែលធ្វើឱ្យការអភិវឌ្ឍសមាសធាតុដែលប៉ះពាល់យ៉ាងឆាប់រហ័សក្លាយជាបញ្ហាសំខាន់យ៉ាងយុទ្ធសាស្ត្រ — មិនគ្រាន់តែសម្រាប់ប្រសិទ្ធភាពប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងសម្រាប់កាត់បន្ថយការថែទាំ និងការជំនួសក្នុងរយៈពេលជីវិតទាំងមូល។ ការបង្កើតគំរូដំបូងដែលលឿនជាងមុនក៏ជួយសម្រួលដំណើរការទទួលស្គាល់ពីស្ថាប័នចាត់ថ្នាក់ផងដែរ ដែលធ្វើឱ្យផ្លូវពីប្រព័ន្ធសាកល្បងទៅកាន់ការដាក់ប្រើប្រាស់លើគ្រឿងយន្តសមុទ្រកាន់តែខ្លី។

កាត់បន្ថយពេលវេលាដើម្បីបង្កើតគំរូរូបកាយពីរបីខែទៅត្រឹមតែប៉ុន្មានថ្ងៃក្នុងការស្រាវជ្រាវ និងអភិវឌ្ឍន៍ការសាងសង់សេះ

ការបង្កើតគំរូរូបវន្តនៃផ្នែកសំណង់ទូទៅនៃសេះដែលមានភាពស្មុគស្មាញ—ដូចជា គ្រាប់ចាប់ប្រអប់បង្វិល គ្រាប់ចាប់ប៉ាយប្រអប់បង្វិល ឬ ផ្នែកចូលទៅក្នុងខ្លួនសេះ—ជាទូទៅត្រូវការពេលវេលាជាងប្រាំមួយខែ ដែលបណ្តាលមកពីការបង្កើតគំរូ ការរៀបចំកាលវិភាគនៅក្នុងរោងចក្រផលិតដែក និងការរៀបចំការងារកាត់ប៉ះដែលមានច្រើនជំហាន។ ការបោះពុម្ព 3D ដែលធ្វើពីដែក បានលុបបំបាត់ឧបសគ្គទាំងនេះ ដោយផលិតផ្នែកដែលមានរាងស្រដៀងនឹងរាងចុងក្រោយដោយផ្ទាល់ពីគំរូ CAD។ គ្រាប់ចាប់ប៉ាយប្រអប់បង្វិល ដែលមុននេះត្រូវការរយៈពេល ១៤ សប្តាហ៍ ឥឡូវនេះអាចបោះពុម្ព ប៉ះពាល់កំដៅ និងបញ្ចប់ការងារបានក្នុងរយៈពេលតិចជាង ៧២ ម៉ោង។ ការទទួលយកបច្ចេកវិទ្យានេះទូទាំងវិស័យ បាននាំឱ្យមានការកាត់បន្ថយរយៈពេលសម្រាប់ការបង្កើតគំរូ លើសពី ៩០% (Lloyd’s Register, 2023)។

ល្បឿននេះបង្ហាប់រយៈពេលសរុបនៃដំណាំការស្រាវជ្រាវ និងអភិវឌ្ឍ (R&D) ទាំងមូល ដែលអនុញ្ញាតឱ្យធ្វើការផ្ទៀងផ្ទាត់ការរចនា និងការពិនិត្យតាមបទបញ្ញាតិ ក្នុងគម្រោងសាងសង់តែមួយ។ វាក៏បើកផ្លូវឱ្យមានសេរីភាពថ្មីៗក្នុងការរចនាដែរ៖ ការរចនាប្រអប់ដែលបានប៉ះពាល់ដោយប្រើប្រាស់បច្ចេកទេស topology-optimized អាចបន្ថយទម្ងន់បានរហូតដល់ ៤០% ខណៈពេលដែលនៅតែរក្សាបាននូវស្ថ័បត្យភាពរបស់វា; ឆាក់ប៉ះពាល់ដែលមានរាងសមស្រប (conformal cooling channels) ធ្វើឱ្យការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពក្នុងប្រព័ន្ធបើកបរកាន់តែប្រសើរឡើង។ ការច្នៃប្រឌិតទាំងនេះ—ដែលមុននេះត្រូវបានកំណត់ដោយការដាក់បញ្ចូល (casting) ឬការរំលាយ (machining) — ឥឡូវនេះអាចអនុវត្តបាននៅកម្រិតធំៗ។ ដូច្នេះហើយ ការផលិតបន្ថែម (additive manufacturing) មិនត្រឹមតែជាឧបករណ៍សម្រាប់បង្កើតគំរូប៉ុណ្ណោះទេ— វាកំពុងផ្លាស់ប្តូររចនាសម្ព័ន្ធបាក់ (naval architecture) និងប៉ះពាល់ដល់ការបន្ថយពេលវេលាដើម្បីដាក់បាក់ចូលទឹក (time-to-water) សម្រាប់បាក់ជំនាន់ថ្មីៗ។

ធ្វើឱ្យអាចបង្កើតគ្រឿងបរិក្ខារសាងសង់បាក់ដែលមានមុខងារបញ្ចូលគ្នា និងសម្ថភាពខ្ពស់

គ្រឿងភ្ជាប់នៅលើរាងកាយបាក់ដែលបានរចនាដោយប្រើប្រាស់បច្ចេកទេស topology-optimized ដែលមានឆាក់ប៉ះពាល់សម្រាប់បញ្ជូនសារធាតុរាវដាក់ចូល

ការផលិតដែលបន្ថែម (Additive manufacturing) គាំទ្រការបញ្ចូលមុខងារទៅក្នុងទម្រង់បានយ៉ាងពិសេស។ ឥឡូកាត់អ៊ីដ្រ៉ូលីក (Hydraulic manifolds), កាយរាងរបស់វ៉ាល់ (valve bodies) និងឧបករណ៍ចូលទៅក្នុងខ្លួនទូទាំង (hull penetrators) អាចបង្កប់ផ្លូវសម្រាប់ជាតិរាវដោយផ្ទាល់នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធដែលទទួលទម្ងន់—ដែលលុបបំបាត់ប៉ះពាល់ខាងក្រៅ (external piping), ចំណុចភ្ជាប់ប៉ោង (flange joints) និងចំណុចហូរចេញដែលទាក់ទង។ កម្មវិធីប៉ះពាល់រចនាសម្ព័ន្ធ (Topology optimization software) ដឹកនាំការរចនាទៅរកម៉ាស៉ាំងអប្បបរមា ខណៈដែលរក្សាប្រសិទ្ធភាពលំហូរ និងស្ថេរភាពសម្ពាធ។ ការសន្សំទម្ងន់បាន ៤០–៦០% ត្រូវបានសម្រេចជាប្រក្រតី បើធៀបទៅនឹងការភ្ជាប់ដោយស្ក្រូវ (bolted) ឬការភ្ជាប់ដោយការប៉ះ (welded assemblies) ដែលជាការរួមចំណែកដោយផ្ទាល់ទៅកាន់គោលដៅនៃប្រសិទ្ធភាពប្រេងឥន្ធនៈ និងការកាត់បន្ថយការបំភាយ ដែលត្រូវបានកំណត់ដោយគោលការណ៍ IMO 2030/2050។

ការប៉ះគ្នារវាងការកើនឡើងនៃស្ថេរភាពទៅនឹងទម្ងន់ និងតម្រូវការសម្រាប់ការបញ្ជាក់គុណភាពក្នុងវិស័យសមុទ្រ

ស្ម័គ្រធាតុអាលុយមីញ៉ូមដែលមានភាពរឹងមាំខ្ពស់ និងស្ម័គ្រធាតុប្រកបដោយនីកែលដែលមានស្ថេរភាពខ្ពស់ ផ្តល់នូវសមាមាត្ររវាងភាពរឹងមាំនិងទម្ងន់ និងសមត្ថភាពទប់ទល់នឹងការឆ្លាក់ដែលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍—ប៉ុន្តែការបញ្ជាក់គុណភាពរបស់ពួកគេទាមទារនូវភាពតឹងរ៉ឹង។ សហគមន៍ចាត់ថ្នាក់ទាមទារឱ្យមានការតាមដានបានគ្រប់គ្រាន់លើប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃដំណាំ (ថាមពលឡាស៊ែរ ល្បឿនស្កេន និងកម្រាស់ស្រទាប់) ការដំណាំបន្ទាប់ (HIP, ការបំបាត់ស្ត្រេស) និងការសាកល្បងលក្ខណៈមេកានិក (ការទាញ ការរអិល និងសមត្ថភាពទប់ទល់នឹងការបែកបាក់) ក្រោមលក្ខខណ្ឌផ្ទុក និងបរិស្ថានសមុទ្រដែលតំណាងឱ្យការប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែង។ ការបញ្ជាក់គុណភាពមិនមែនជាឧបសគ្គមួយដែលកើតឡើងក្រោយពេលបញ្ចប់ការផលិតទេ៖ វាត្រូវបានបង្កើតចូលទៅក្នុងខ្សែឌីជីថល—ចាប់ពីការសាកល្បងការរចនាតាមការធ្វើម៉ូដេល រហូតដល់ការប្រមូលផ្តុំកំណត់ហេតុនៃការបោះពុម្ព និងការរាយការណ៍ពីការវាយតម្លៃដោយគ្មានការប៉ះពាល់ (NDE)។ វិធីសាស្ត្រដែលបញ្ចូលគ្នានេះធានាថា ផ្នែកដែលបានបោះពុម្ពនឹងបំពេញលក្ខណៈសុវត្ថិភាពដែលមានសារៈសំខាន់ស្មើគ្នានឹងផ្នែកដែលផលិតតាមវិធីប្រក្បិត្ប្រកាន់—ដោយមិនបាត់បង់ភាពរហ័សរហួន។

កាត់បន្ថយការខ្ជះខ្ជាយ និងហានិភ័យលើខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់ទូទាំងវដ្តជីវិតនៃការសាងសង់សេះ

ការបោះពុម្ព 3D ជាមូលដ្ឋានរៀបចំរចនាសម្ព័ន្ធឡើងវិញនូវភស្តុភារកម្មគ្រឿងបន្លាស់សម្រាប់កងនាវាចាស់ៗ និងពាណិជ្ជកម្ម។ ជំនួសឱ្យការរក្សាទុកគ្រឿងបន្លាស់រាប់ពាន់ដែលមានចំនួនអ្នកប្រើប្រាស់ទាប — ឬកប៉ាល់ដែលបោះចោលដោយសារតែការមិនអាចរកបាននៃការចាក់ — ប្រតិបត្តិកររក្សាសារពើភ័ណ្ឌឌីជីថលនៃឯកសារគ្រឿងបន្លាស់ដែលមានវិញ្ញាបនបត្រ។ នៅពេលដែលតង្កៀបចាស់ គម្របវ៉ាល់ ឬស្រោមឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាខូច វាអាចត្រូវបានបោះពុម្ពនៅនឹងកន្លែង ឬតាមរយៈការិយាល័យសេវាកម្មដែលមានសមត្ថភាពក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានថ្ងៃ — មិនមែនខែទេ។ គំរូនេះលុបបំបាត់កាកសំណល់សារពើភ័ណ្ឌហួសសម័យ កាត់បន្ថយដែកអេតចាយ និងការប្រើប្រាស់ថាមពលពីការផលិតលើស និងផ្តាច់ប្រតិបត្តិការចេញពីហានិភ័យនៃនិរន្តរភាពរបស់អ្នកផ្គត់ផ្គង់។ សម្រាប់កប៉ាល់ដែលរោងស្មិតដើមរបស់ពួកគេបានបិទ ឬផ្សិតខូចទ្រង់ទ្រាយហួសពីការប្រើប្រាស់ឡើងវិញ ឯកសារឌីជីថលបម្រើជាការជំនួសដែលប្រើប្រាស់បានយូរ និងគ្រប់គ្រងដោយកំណែ — រក្សាការត្រៀមខ្លួនប្រតិបត្តិការដោយមិនចាំបាច់ចងដើមទុនទៅនឹងស្តុកដែលមានចលនាយឺត។

ការធានាភាពអនាគតសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវ និងអភិវឌ្ឍន៍ការសាងសង់គ្រឿងយន្ត៖ បញ្ញាសិប្បនិម្មិត (AI) ការរចនាដែលបង្កើតឡើង (Generative Design) និងស្តង់ដារសមុទ្រ

គំរូឆ្នាំ 2023 របស់ DNV GL សម្រាប់ការបញ្ជាក់គុណភាពសំណង់ដែកសម្រាប់ប្រើក្នុងវិស័យសមុទ្រដែលបានផលិតដោយវិធីបន្ថែម (additively manufactured)

នៅឆ្នាំ២០២៣ ក្រុមហ៊ុន DNV បានណែននាំគ្រោងការណ៍សមត្ថភាពដែលបានរៀបចំជាពិសេសសម្រាប់ដែកសមុទ្រដែលផលិតដោយវិធីសាស្ត្របន្ថែម (additively manufactured marine-grade steels) — ដែលជាការសម្រេចបានជាមួយនូវជំហានសំខាន់មួយក្នុងការស្តង់ដារនូវវិធីសាស្ត្របន្ថែម (AM) សម្រាប់ការអនុវត្តន៍ផ្នែករចនាសម្ព័ន្ធ។ គ្រោងការណ៍នេះកំណត់ឱ្យច្បាស់នូវវិធីសាស្ត្រសម្រាប់ការវាយតម្លៃរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូ (microstructure characterization) ការវាយតម្លៃអាយុកាលនៃភាពធន់ទ្រាំនឹងការប៉ះទង្គិច (fatigue life assessment) ក្នុងបរិស្ថានប្រៃ (saline environments) ការសាកល្បងសមត្ថភាពភ្ជាប់ដោយការប៉ះ (weldability testing) និងការផ្ទៀងផ្ទាត់ភាពស៊ីស្មើគ្នារវាងចំនួនផលិត (batch-to-batch consistency verification)។ វាបានសម្របតាមស្តង់ដារ ISO/ASTM 52900 និងបំពេញបន្ថែមតាមតម្រូវការរួម IACS Z17 ដែលផ្តល់ជាមធ្យោបាយដែលបានផ្ទៀងផ្ទាត់សម្រាប់ការទទួលបានវិញ្ញាបនប័ត្រដល់អ្នកផលិតនាវា។ ដោយការបង្កើតជាលេខាធិការ (codifying) នូវវិធីសាស្ត្រល្អបំផុតសម្រាប់ការប្រមូលទិន្នន័យ (data capture) ការបញ្ចូលបច្ចេកទេសសិក្សាគ្មានការប៉ះទង្គិច (NDE integration) និងការផ្ទៀងផ្ទាត់លក្ខណៈមេកានិក (mechanical property mapping) គ្រោងការណ៍របស់ DNV បានជួយបំពេញចន្លោះរវាងការច្នៃប្រឌិតយ៉ាងឆាប់រហ័ស និងការធានាសុវត្ថិភាពនៅលើសមុទ្រ — ដែលជួយប៉ះជាមួយនឹងការពង្រឹងទំនុកចិត្តរបស់ឧស្សាហកម្ម និងការទទួលយកយ៉ាងទូទៅនៅក្នុងប្រព័ន្ធផលិតនាវាទូទាំងពិភពលោក។

FAQ

ការផលិតដោយវិធីសាស្ត្របន្ថែម (additive manufacturing) នៅក្នុងការផលិតនាវាគឺជាអ្វី?

ការផលិតដែលបន្ថែម (Additive manufacturing) ដែលគេស្គាល់ជាទូទៅថា ការបោះពុម្ព 3D គឺជាដំណាំមួយដែលបង្កើតផ្នែកៗ ជាប៉ុន្មានស្រទាប់ៗ ដោយផ្ទាល់ពីគំរូឌីជីថល។ ក្នុងវិស័យសាងសង់សេះ វាអនុញ្ញាតឱ្យធ្វើការបង្កើតគំរូបានយ៉ាងឆាប់រហ័ស បង្កើតរចនាប័ទ្មស្មុគស្មាញ និងផលិតផ្នែកដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់ និងធន់នឹងការឆ្លាក់។

ការផលិតដែលបន្ថែមធ្វើឱ្យពេលវេលាសម្រាប់បង្កើតគំរូសាមញ្ញ (prototype lead times) កាត់បន្ថយយ៉ាងដូចម្តេច?

វិធីសាស្ត្រប្រពៃណីពឹងផ្អែកលើការបោះ ការបង្កើតគំរូ (patternmaking) និងការរំលុបច្រើនជំហាន ដែលជាញឹកញាប់ត្រូវការរយៈពេលជាច្រើនខែ។ ការបោះពុម្ព 3D ដកចេញនូវឧបសគ្គទាំងនេះដោយផលិតផ្នែកដែលស្រដៀងនឹងទម្រង់ចុងក្រោយ (near-net-shape parts) ដោយផ្ទាល់ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានថ្ងៃ ដែលបានបង្ហាប់ដំណាំ R&D យ៉ាងខ្លាំង។

ផ្នែកសាងសង់សេះដែលបានប្រើប្រាស់ការប៉ះប្រទាស់រចនាសម្ព័ន្ធ (topology-optimized) គឺជាអ្វី?

ផ្នែកដែលបានប្រើប្រាស់ការប៉ះប្រទាស់រចនាសម្ព័ន្ធ គឺជាផ្នែកដែលត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីកាត់បន្ថយទម្ងន់ឱ្យបានតិចបំផុត ខណៈដែលនៅតែរក្សាបាននូវស្ថ័ងនៈរឹងមាំដែលចាំបាច់។ ការផលិតដែលបន្ថែមអនុញ្ញាតឱ្យអនុវត្តរចនាប័ទ្មទាំងនេះ ដោយបញ្ចូលបណ្តាលទឹក (fluid channels) ឬដកចេញនូវសម្ភារៈដែលមិនចាំបាច់ ដោយគ្មានការប៉ះពាល់ដល់សមត្ថភាព។

តើការបញ្ជាក់សិទ្ធិ (certification) មានតួនាទីអ្វីក្នុងការផលិតដែលបន្ថែមសម្រាប់វិស័យសាងសង់សេះ?

ការផ្តល់វិញ្ញាបនប័ត្រធានាថា ស្តង់ដារដែលមានសារៈសំខាន់យ៉ាងខ្លាំងចំពោះសុវត្ថិភាព ត្រូវបានគេអនុវត្តយ៉ាងត្រឹមត្រូវចំពោះផ្នែកដែលបានបោះពុម្ព។ រួមទាំងការតាមដានប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃដំណាំ ការដំណាំបន្ទាប់ និងការសាកល្បងផ្នែកយន្តសាស្ត្រ ដែលត្រូវបានទាមទារដោយស្ថាប័នចាត់ថ្នាក់ និងគ្រោងកាយរបស់ពួកគេ។

ការបោះពុម្ព 3D ជួយកាត់បន្ថយការខូចខាតក្នុងខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់ការសាងសង់សេះយ៉ាងដូចម្តេច?

ដោយអនុញ្ញាតឱ្យមានការផលិតផ្នែកប៉ះគ្នាដែលត្រូវការភ្លាមៗ ការបោះពុម្ព 3D បានលុបបំបាត់តម្រូវការស្តុកផ្នែកប៉ះគ្នាច្រើន ដែលគេប្រើប្រាស់តិចណាស់ ដែលជួយកាត់បន្ថយការខូចខាតដែលបណ្តាលមកពីស្តុកចាស់ និងបំបែកហានិភ័យប្រតិបត្តិការចេញពីភាពបន្តនៃការផ្គត់ផ្គង់របស់អ្នកផ្គត់ផ្គង់។