انفجرت آلة صهر مسحوق الألومنيوم بالطبقة المسطحة أثناء دورة إنتاج في مصنع صناعي. دمر الانفجار، الناتج عن اشتعال الجسيمات العالقة، غرفة البناء وألحق الضرر بنظام التعطيل. لجأ مهندسو الطب الشرعي إلى القياس التصويري للحطام لإعادة بناء ديناميكيات الفشل وتحديد ما إذا كان تدفق غاز الأرجون غير كافٍ.
القياس التصويري ومحاكاة ديناميكيات الموائع الحاسوبية لنمط التشتت 🔥
استخدم الفريق برنامج RealityCapture لإنشاء سحابة نقطية من إطارات الكاميرا الداخلية للطابعة، الملتقطة قبل أجزاء من الثانية من الانفجار. سمح هذا النموذج ثلاثي الأبعاد بتحديد مسار جسيمات الألومنيوم وحساب تركيزها في حجم الغرفة. باستخدام برنامج Autodesk CFD، تمت محاكاة سلوك الغاز الخامل تحت معدلات تدفق مختلفة. أشارت النتائج إلى وجود منطقة ركود حيث فشل الأرجون في إزاحة الأكسجين، مما خلق غلافًا جويًا تفاعليًا. استُخدم برنامج SolidWorks لنمذجة الهندسة الدقيقة للغرفة والتحقق من نقاط دخول الغاز، مما كشف عن تصميم غير فعال في الناشرات.
دروس للسلامة في التصنيع الإضافي ⚠️
مسحوق الألومنيوم شديد الانفجار عندما يُعلق في الهواء بتركيزات تزيد عن 40 جم/م3 ويتلامس مع مصدر اشتعال، مثل شرارة كهروستاتيكية. أثبت الجمع بين القياس التصويري وديناميكيات الموائع الحاسوبية أنه حاسم لتحديد فشل نظام التعطيل. تؤكد هذه الحالة على ضرورة التحقق من صحة تصميم غرف الطباعة باستخدام محاكاة ديناميكيات الموائع الحاسوبية قبل التشغيل باستخدام المساحيق المعدنية التفاعلية، وبالتالي تجنب الكوارث الصناعية المستقبلية.
ما هي المعلمات الحرجة لسحابة مسحوق الألومنيوم (مثل التركيز وحجم الجسيمات ووقت المكوث) التي كان من الممكن اكتشافها بواسطة أجهزة استشعار الضغط ودرجة الحرارة في غرفة الطباعة للتنبؤ بالانفجار قبل حدوثه؟
(ملاحظة: محاكاة الكوارث ممتعة حتى يحترق الكمبيوتر وتكون أنت الكارثة.)