Wissenschaftler nutzen Röntgenstrahlen, um die Ursachen von 3D-Druckdefekten aus Metall zu untersuchen

SLAC National Accelerator Laboratory untersucht, wie man Metall vermeidet 3D-Druck Teil Fehler. Röntgenbeobachtung Prozess kann eine zuverlässigere 3D-Druckelement herzustellen.

Ob es sich um 3D-Drucker zu Hause, Fabrik, Schiff oder im Raum, will man immer ein wenig Fehler Ihr 3D-Objekt erscheint möglich drucken, ob es aus ästhetischen Gründen ist, oder dass seine Funktionen Schlüsselrolle zu gewährleisten. Allerdings Manchmal kann es schwierig sein, die Ursache eines Defekts zu identifizieren: Ja 3D gedrucktes Material Oder 3D-Drucker selbst? Vielleicht ist dieser Mangel von 3D-CAD-Modelle für Teile bauen?

Wissenschaftler des SLAC National Accelerator Laboratory sind auch neugierig, warum 3D-Druckteile (insbesondere Metall-3D-Druckteile) fehleranfällig sind. Daher verwenden sie einen Röntgenbeobachtungstisch, um die Ursachen von 3D-Druckfehlern besser zu verstehen. Wir glauben, dass diese Forschung einer Vielzahl von Herstellern von 3D-Druckprodukten wie Luft- und Raumfahrt, Automobil und Gesundheitswesen zugute kommen kann.

Die Studie wird an der Stanford Synchrotron Light Source (SSRL) des Labors durchgeführt und wird von Wissenschaftlern des Lawrence Livermore National Laboratory des US Department of Energy und dem Ames Laboratory unterstützt, die zusammen zwei Röntgenmethoden verwendeten Um zu sehen, was im 3D-Metalldruckprozess passiert - eine unglaublich nützliche Technik, die noch nicht verfeinert wurde.

Johanna Nelson Weker, Personal- und Projektleiterin, SLAC, sagte: "Mit 3D-Drucktechnologie , Sie können Teile mit komplexen Geometrien herstellen, die nicht wie normale Metallteile gegossen werden können, was theoretisch eine schnelle Umkehr sein kann: einfach entwerfen, senden, drucken von einem entfernten Ort, aber noch nicht Wir müssen noch alle Parameter herausfinden, die bei der Herstellung von festen Teilen eine Rolle spielen.

Leser sind sich der verschiedenen Defekte, die mit FDM 3D-Druckern auftreten können, sehr bewusst, aber 3D-Drucker aus Metall haben eine Reihe von Problemen, wie das Schmelzen des Laserstrahls während eines selektiven Laserschmelzprozesses (SLM), der nicht gleichmäßig ist, wenn das Metall abgekühlt und gehärtet wird Es gibt Gruben oder Schwachstellen im Land und gleichzeitig Schichten aufbauen, aber warum passiert das und wie können wir es vermeiden?

Während dieser Studien versuchen die SLAC-Wissenschaftler, dieses Problem der additiven Fertigung auf den Grund zu stellen und die Art des verwendeten Metalls, die Höhe der Wärme im Laser, die Geschwindigkeit der Metallerwärmung und -kühlung und andere Faktoren, die Defekte in 3D-gedruckten Bauteilen verursachen können, zu analysieren .

Chris Tassone, ein Wissenschaftler von SSRL Materials Science, kommentierte: "Die von uns zur Verfügung gestellten Grundlagenphysik wird uns helfen zu bestimmen, welche Aspekte des Metall-3D-Drucks wichtig sind."

Wissenschaftler sind sich einig, dass die Verwendung von Röntgenstrahlen anstelle von Wärmebildgeräten das Geheimnis der Grubenbildung aufdecken kann. Sie verwenden zwei verschiedene Röntgentechnologien, eine zum Erfassen von Bildern in Mikrometerauflösung, was passiert, wenn sich Metallschichten ansammeln, und die andere Eine besteht darin, die atomare Struktur von Atomen im Material durch Atomreflexion von Röntgenstrahlen zu analysieren und dann abzukühlen.

Die Forscher Nelson Weker und Tassone, Kevin Stone, Anthony Fong, Andrew Kiss und Vivek Thampy haben noch keine definitive Antwort, aber sie glauben, dass das neue Röntgen-Setup helfen wird, die Ursachen von Vertiefungen und Schwächen im 3D-Metalldruck zu verstehen. Die Studie wird auch verwendet werden, um andere Arten von Metall-3D-Drucken, einschließlich der gerichteten Energiedeposition, zu beobachten.

Im Laufe der Forschung planten die Wissenschaftler auch die Einführung anderer Beobachtungswerkzeuge in den Prozess, einschließlich einer Hochgeschwindigkeitskamera, die Fotos und Videos von Herstellungsprozessen erfasst und sie in der Lage sein wird, ihre Bilder mit ihren Bildern zu kombinieren Die Röntgendaten stimmen überein, um ein vollständigeres Bild davon zu erhalten, was mit der Metall-3D-Druckeinheit passiert.

Nelson Weker erklärte: "Wir wollen, dass die Hersteller das, was sie auf der Kamera sehen, mit dem, was wir hier messen, in Beziehung setzen können, damit sie ableiten können, was unter der Oberfläche des Metalls passiert."

Quelle: 3D Tiger

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