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LLNL研究人员用X射线成像来研究金属3D打印部件的缺陷

本文摘要:2019年6月25日,南极熊从外媒得知,美国的一组科学家团队正在利用X射线光学技术研究SLM激光熔融3D打印机的金属部件,从而确认金属3D打印机部件缺失构成的原因,并理解如何减低这些缺失。参予本项研究的团队还包括:劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL),SLAC国家加速器实验室(SLAC)和艾姆斯实验室。为了实行该项目,LLNL研究员NickCalta及其团队设计了一种便携式临床机,需要用于X射线光学观测金属3D打印机过程。

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2019年6月25日,南极熊从外媒得知,美国的一组科学家团队正在利用X射线光学技术研究SLM激光熔融3D打印机的金属部件,从而确认金属3D打印机部件缺失构成的原因,并理解如何减低这些缺失。参予本项研究的团队还包括:劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL),SLAC国家加速器实验室(SLAC)和艾姆斯实验室。为了实行该项目,LLNL研究员NickCalta及其团队设计了一种便携式临床机,需要用于X射线光学观测金属3D打印机过程。该机器最后协助研究人员对金属增材生产工艺有了新的看法。

Calta回应:“绝大多数临床用于红外线,但也仅限于分析零件的表面,如果我们知道要解读这个过程并看见造成瑕疵的原因,我们必须观测零件的内部,这个仪器可以协助我们做。“便携式临床机专门设计用作在激光粉末床成形过程中仔细观察和观测熔池。熔池是激光与金属粉末认识的区域,需要熔拆分产生构成3D打印机部件的层。为了保证仪器按照研究意图运营,LLNL团队必需将其运输到SLAC。

然后加装了SLAC的“实时加速器”,这是制作高能X射线以研究样品所必须的。用于该机器,研究人员需要顺利地仔细观察到表面下熔池的动态变化。它获取了有关光学和X射线散射人组的有意义的数据,这有助研究人员仔细观察和理解激光粉末床融合过程中金属如何凝结,这是部件强度的关键决定因素。

卡尔塔说道:“到目前为止,我们的结果很有期望。我们期望之后优化仪器并将其应用于有所不同的材料系统。

我们早已享有了大量基于光学数据的科学知识,这使我们需要分支出来并补足这些科学知识。“LLNL物理学家IboMatthews回应,仔细观察熔池的层构成过程以及X射线图像早已证实了先前作出的预测。这些预测激光的路径,热量积存和激光产生的气流不会在打印机部件产生缺失,如毛孔,这不会在受到压力时造成部件裂开。研究人员回应,通过建模和详尽实验来编译器缺失科学知识有可能有助加快金属3D打印机的改良和信心。

尽管合作仍正处于早期阶段,但Calta早已回应,研究人员早已很快开始绘制毛孔的构成并确认加热速率的信息。利用X射线光学临床机,预计该研究将获取对激光熔融过程的更佳解读,从而引发各种行业对金属3D打印机的更进一步兴趣。

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Matthews说道:“我们正在取得有关熔池结构的信息以及在建构过程中有可能经常出现的问题,通过激光冷却熔池产生的蒸汽流可以产生缺失和毛孔,这些孔隙缺失可以作为应力集中器服务,并且不会伤害部件的机械性能。


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