Os cientistas usam raios-X para estudar as causas dos defeitos de impressão em metal 3D

O Laboratório Nacional de Acelerador da SLAC está estudando como evitar o metal Impressão em 3D Defeitos nas peças. O processo de observação de raios X produz peças de impressão 3D mais confiáveis.

Se a sua impressora 3D está em casa, em uma fábrica, a bordo ou no espaço, você sempre quer que sua impressão em 3D seja o mais impecável possível para fins estéticos ou para garantir que suas características sejam excelentes, Às vezes, pode ser difícil identificar a causa de um defeito: sim Material impresso em 3D Ou a impressora 3D? Talvez essa falha veio do modelo CAD 3D usado para construir a peça?

Cientistas do Laboratório Nacional de Acelerador da SLAC também estão curiosos sobre porque as peças impressas em 3D (especialmente as peças impressas em metal 3D) são propensas a falhas, então elas usam uma mesa de observação de raios-X para entender melhor por que a impressão em 3D foi errada. Pensamos que esta pesquisa pode beneficiar uma variedade de fabricantes de produtos impressos em 3D, como aeroespacial, automotivo e saúde.

O estudo está sendo conduzido no Stanford Synchrotron Radiation Laboratory (SSRL), com o apoio do Departamento de cientistas Energia Lawrence Livermore National Laboratory e Laboratório Ames US raios-X. Utilizando dois métodos juntos cientistas para ver o que acontece processo de impressão de metal 3D - uma técnica extremamente útil, mas ainda não é perfeito.

Johanna Nelson Weker, Staffing e Líder do Projeto, SLAC, disse: "Com Tecnologia de impressão em 3D , Você pode fazer peças com geometrias complexas que não podem ser moldadas como peças de metal normais, o que teoricamente pode ser uma rápida mudança: simplesmente design, envio, impressão a partir de um local remoto, mas ainda não temos Ainda precisamos descobrir todos os parâmetros envolvidos na fabricação de peças sólidas.

Os leitores podem estar conscientes dos vários defeitos que podem ocorrer com as impressoras FDM 3D, mas as impressoras 3D metálicas têm uma série de problemas próprios, como a fusão do raio laser durante um processo seletivo de derretimento a laser (SLM) que não é uniforme quando o metal é resfriado e endurecido Existem poços ou pontos fracos na terra e ao mesmo tempo construindo camadas, mas por que isso acontece e como podemos evitá-lo?

Durante esses estudos, os cientistas da SLAC estão tentando avaliar o problema de fabricação aditiva e analisar o tipo de metal usado, o nível de calor no laser, a taxa de aquecimento e resfriamento de metais e outros fatores que podem causar defeitos nos componentes impressos em 3D .

Chris Tassone, cientista da SSRL Materials Science, comentou: "A pesquisa física básica que fornecemos nos ajudará a determinar quais aspectos da impressão em metal 3D são importantes".

Os cientistas concordam que o uso de raios-x em vez de dispositivos de imagem térmica pode revelar o segredo da formação de poços, eles estão usando duas tecnologias de raios-X diferentes, uma para capturar imagens de resolução de micrómetros, o que acontece quando as camadas de metal se acumulam e a outra Uma é analisar a estrutura atômica dos átomos no material por reflexão atômica de raios-X e depois esfriar.

Os pesquisadores Nelson Weker e Tassone, Kevin Stone, Anthony Fong, Andrew Kiss e Vivek Thampy ainda não obtiveram respostas definitivas, mas eles acreditam que a nova instalação de raios-X ajudará a entender as causas dos poços e a fraqueza na impressão em metal 3D. O estudo também será usado para observar outros tipos de impressão em metal 3D, incluindo a deposição de energia direcional.

À medida que a pesquisa avançava, os cientistas também planejavam introduzir outras ferramentas de observação no processo, incluindo uma câmera de alta velocidade que captura fotos e vídeos de processos de fabricação, e eles poderão combinar suas imagens com suas Os dados de raios-X combinam para obter uma imagem mais completa do que está acontecendo com a unidade de impressão em metal 3D.

Nelson Weker explicou: "Queremos que os fabricantes possam relacionar o que vêem na câmera com o que medimos aqui, para que possam deduzir o que acontece sob a superfície do metal".

Fonte: Tiger 3D

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