最小的嘗試產生最好的質量，同步加速器成像減少激光3D列印技術缺陷

近日，位於牛津的Diamond Light Source和Joint Engineering Environment Processing以及Central Laser Facility一起，共同打造了一台使用光束線的激光增材製造機（LAM），用戶能夠看到列印的核心過程，可揭示LAM運行期間的各種潛在物理現象。

LAM工藝可在相對較短的時間內創建具有複雜幾何結構的3D物體，其工作方式是引導激光選擇性地熔化金屬或陶瓷粉末層，然後將它們重新固化並熔合在一起，以便逐層地建立所需的形狀。然而由於其冷卻速度快，使用LAM工藝獲取最佳性能的條件尚未被人們研究出來。

該團隊開發出了一種新的LAM過程複製器，稱為LAMPR，這一技術使他們可以想像並量化熔體軌跡的形成，並且加入了透明窗口，研究人員可以直接在LAM增材製造進行的過程中看到其核心，可以揭示LAM過程中的各種重要機制。

LAMPR的一項關鍵發現是，LAM 3D列印物體的表面孔隙通常是由一種孔隙破裂機製造成的，在這種機制下，靠近表面的孔隙進入大氣，留下表面凹陷。這反駁了先前的一種假設，即不完全的融化是罪魁禍首。研究小組還發現，表面張力引起的預熔化導致了金屬蒸氣的釋放和惰性氣體的加熱，這是另一個潛在的缺陷來源，形成了從主軌道噴出粉末和熔滴的羽流。

該團隊利用他們的研究成果創建了一個過程圖，其中說明了如何調整和優化LAM過程的各種參數，從而以最小的嘗試和錯誤產生更好的產品質量。

（編譯自：3ders.org）

180頁3D列印行業應用白皮書（2018）

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