為什麼金屬3D列印件會有缺陷？美國能源部欲用X射線揭秘

《3D列印世界》訊/金屬3D列印最常見的缺陷就是列印件出現裂縫、凹點，美國能源部的SLAC國家加速器實驗室正在致力於解決這一難題，他們用X射線觀測怎麼做才能得到更可靠的3D列印部件。

3D列印件出現缺陷的原因有很多，是因為列印材料還是印表機本身，或者是因為CAD三維模型出了問題，有時候很難分辨，SLAC國家加速器實驗室的科學家對此很好奇，所以，他們聯合了斯坦福同步輻射光源(SSRL)、勞倫斯-弗莫爾國家實驗室、埃姆斯實驗室的科學家一起，用兩種X射線來觀測在金屬3D列印過程中到底發生了什麼，還有哪些地方有待完善。

「3D列印可以做出形狀非常複雜的部件，從理論上來講，我們只需要簡單設計、發送，遠程列印就可以了，但是到目前為止這個技術還做不到這麼簡單，我們仍然需要找出所有的參數，來使列印的部件完美成形，並且非常堅固。」SLAC的工作人員和項目負責人Johanna Nelson Weker表示。

例如，在選擇性激光熔融（SLM）中，粉末熔融激光束經常會使粉末床產生凹點，或者有些薄弱的地方照射不到，從而使得金屬部件冷卻硬化不均勻，它們是如何產生的，如何去避免這些問題呢？

插播小廣告

在這些研究中， SLAC的科學家在努力弄清楚增材製造的真相，分析金屬類型、激光的熱量、金屬加熱和冷卻的速度，以及其他可能導致3D列印出現缺陷的原因。

科學家認為，使用X射線而非熱成像設備可以揭開為何會產生凹點的謎團，他們使用了兩種X射線技術，一種用於捕捉微解析度的圖像，看金屬層在列印時發生了什麼，另一種用於分析材料在融化和冷卻時原子結構發生的變化。

目前團隊的科學家還未得出確切的結論，但是他們相信X射線可以找出凹點和薄弱點產生的真正原因，從而提高金屬列印的質量，他們也會研究其他的增材製造方法，包括定向能量沉積。

隨著研究的深入，科學家還計劃引進其他的觀測工具，包括高速攝影機，在列印過程中進行拍照和錄視頻，這樣就可以將X射線的數據和圖像相匹配。

編譯自：3ders.org

180頁3D列印行業應用白皮書（2017）

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！