永利电子游戏网站
搜索热:高速 可焊性
扫一扫 加微信
首页 > 新闻资讯 > 行业动态 > 消息正文
首页 > 新闻资讯 > 行业动态 > 消息正文
研究人员找到预测金属3D打印缺陷形成的方法
发布:Iron_MAN10   时间:2019/2/28 16:26:04   阅读:238 
分享到新浪微博 分享到腾讯微博 分享到人人网 分享到 Google Reader 分享到百?#20154;?#34255;分享到Twitter

在3D打印过程中,如果气体被困在供给3D打印机的金属粉末内,可能会出现微小的气穴。 这些地区具有瑞士奶酪般的结构,密度较小,比周围环境弱,可能导致裂缝和其他故障。
 
 

来自卡内基梅隆大学和美国能源部(DOE)阿贡国家实验室的研究小组已经确定了这些气穴,并创建了一种预测气穴形成的方法。这些信息可以显著改善3D打印工艺,他们的研究发表在上周的《科学》杂志上。

论文原文:http://science.sciencemag.org/content/363/6429/849

“本文的研究将转化为更好的质量和更好的机器控制,”卡内基梅隆大学材料科学与工?#25506;?#25480;,论文作者Anthony Rollett说。 “?#26434;?#22823;多数公司来说,增材制造要真正起飞,我们需要提高成品的一致性。这项研究是朝这个方向迈出的重要一步。“

科学家们在美国能源部科学用户设施办公室Argonne的先进光子源(APS)上使用了极其明亮的高能X射线,拍摄了超高速视频和激光融合(LPBF)过程的图像,其中激光用于将材料粉末熔化并融?#26174;?#19968;起。

激光扫描每层粉末熔化金属,从字面上创造出从头开始的成品。当微小的气穴被困在这些层中时,就会形成缺陷。这些缺陷会导致瑕疵,导致最终产品出现裂缝或其他故障。

到目前为止,制造商并不太了解激光如何让金属产生了气孔。?#27426;?#20182;们认为故?#26174;?#20110;金属粉末的类型或激光的强?#21462;?#22240;此,制造商一直在使用不同类型的金属和激光的反复试验方法来寻求减少缺陷。

事实上,研究表明,无论是激光?#25925;?#37329;属,这些蒸汽凹陷都存在于该工艺的几乎所有条件?#38534;?br />
Rollett说:“我们正在揭开面纱,揭示真实情况,大多数人认为你在金属粉末表面照射激光,光线被材料吸收,并将金属熔化成熔池。实际上,你真的在??金属上钻一个洞。“
 
 阿贡国家实验室先进的光子源设施。 (图片由卡内基梅隆大学提供)
 
通过使用世界上最强大的同步加速器设备之一,研究人员观察到,研究人员观察了当激光穿过金属粉末床时会发生什么。

在完美条件下,熔池形?#35789;?#27973;的和半圆形的,称为“传导模式”。但在实际打印过程中,通常以低速移动的高功?#22987;?#20809;器可以将熔池形状改变为某种形状。 像一个锁?#23383;?#30340;钥匙孔:圆形和大的顶部,底部有一个狭窄的尖刺。 这种“锁孔模式”熔化可能潜在地导致最终产品中的缺陷。
 

 
该图像是在阿贡国家实验室的同步加速器下拍摄的,显示了在金属3D打印过程中即将形成的钥匙孔?#38556;丁?#22312;激光粉末床熔合期间,3D打印机在金属上“钻”出一个孔。 (图片由卡内基梅隆大学提供。)

“基于这项研究,我们现在知?#28010;?#23380;现象在很多方面比在增材制造中使用的粉末更重要,”最近毕业于卡内基梅隆大学的Ross Cunningham说,他是共同第一作者之一。“我们的研究表明,您可以预测导致钥匙孔的因素 - 这意味着您?#37096;?#20197;隔离这些因素以获得更好的结果。”

研究表明,当达到足以使金属沸腾的某个激光功率密度时,会形成键孔。反过来,这?#20174;?#20102;激光焦点在增材制造过程中的至关重要性,这是迄今为?#25925;?#21040;很少关注的一个因素,研究团队表示。

“由于Argonne开发的专?#30340;?#21147;,这种细节第一?#25991;?#22815;看到钥匙孔现象,”Argonne物理学家和论文作者Tao Sun说。 “?#27604;唬珹PS强烈的高能X射线束是关键。”

该研究团队认为,这项研究可以激励增材制造机器的制造商在控制机器时提供更大的灵活性,并?#19968;?#22120;的改进使用可以导致最终产品的显著改进。

“这很重要,因为一般来说3D打印速?#35748;?#24403;慢,”Rollett说。 “打印一个几英寸高的部件需要几个小时。如果你有能力支付这项?#38469;酰?#37027;就没关系,但我们需要做得更好。”


来源:南极熊
 
相关信息
   标题 相关频次
 3D打印走进太空,揭开了人类“太空制造”“自给自足”的序幕
 2
 3D金属打印批量化生产?#38469;?#21363;将在美国实现突破
 2
 ExAM255的3D打印机:可?#28304;?#29702;金属和塑料
 2
 Rosatom开发俄罗斯第一个工?#21040;?#23646;3D打印机用于核工业
 2
 SPEE3D金属3D打印采用超音速沉积?#38469;?/a>
 2
 TNO开发出可同时清理/抛光上百件金属3D打印件的设备
 2
 超高速激光熔?#24067;际?为中国绿色制造再添新动能
 2
 德国铁路公司使用3D打印?#38469;?#32500;护列车
 2
 华科张海鸥团队首创"铸锻铣一体"金属3D打印?#38469;?/a>
 2
 华曙高科全球首发FS121M金属3D打印机
 2
 华中科技大学张海鸥教授破解3D打印世界?#38405;?#39064;
 2
 金属3D打印变革传统制造方式
 2
 金属3D打印重大突破!只需加纳米颗粒就能打印高强度铝合金
 2
 金属在3D打印材料中比重上升 聚合物树脂仍占主导地位
 2
 科学家利用X射线研究金属3D打印产生缺陷的原因
 2
 科学家研发出更经济更快捷的金属3D打印工艺
 2
 里程碑!美国宇航局成功测试首个3D打印双金属火箭零部件
 2
 难熔金属?#26448;?#20570;成3D打印材料 重庆材料研究院填补国内空白
 2
 上海材料研究所金属3D打印机采购招标项目国?#25910;?#26631;公告
 2
 神奇的液体油墨带来金属3D打印新方法
 2
 使用直?#26377;?#20837;,研究员实现按需3D纳米打印纯金属结构
 2
 世界最大金属零件高精度激光3D打印装备通过鉴定
 2
 研究发现可重?#35789;?#29992;的3D金属打印基板
 2
 研究人员使用FFF 3D打印制作出更硬的金属3D打印件
 2
 研究人员提出超声波金属探伤新方法 将3D打印部件冻结在冰块里
 2
 这些国内企业正发力医学3D打印金属材料领域
 2
  拥有一个大白的梦想还有多遥远?
 1
  3D打印在人体器官应用中的重大突破
 1
  长沙高新区:3D打印高强铝合金粉末性能达国际先进水平
 1
  干货:铸件中六大常见缺陷的产生原因及防治方法
 1
  美国利用旋转3D打印制造高强度材料
 1
  陶瓷新应用——美国陆军研究3D打印陶瓷防弹衣
 1
 #高分子材料周报#果胶——特殊的天然气水合物?#31181;?#21058;
 1
 #新能源周报#3D打印、石墨烯、新能源三者合体
 1
 “18项高分子材料重点发展领域” 未来十年之重任!
 1
 “3D打印”?#25945;?#26381;出新成果
 1
 “3D打印材料?#20985;?#27979;?#38469;酢?#19987;题报道征稿启事
 1
 “3D打印材料?#20985;?#27979;?#38469;酢?#19987;题报道征稿启事
 1
 “4D打印?#38469;酢?材料可按编程变形/图
 1
 “不完美”的完美:Nature报道3D打印抗损伤结构化“超晶体”
 1
 “金属材料在线检测?#38469;?#21644;检测设备”专题报道重磅推出
 1
 “立方芳香性金属簇合物”研究获得重大突破
 1
 “太空制造”计划在太空中3D打印和装配?#25945;?#22120;
 1
 “蚁人”不再是科幻!MIT最新研究,能把任何材料物体缩小1000倍 | Science
 1
 《Nature》:抗疲劳损伤的高性能工程金属材料研究获新思路
 1
 《理化检验-物理分册》“金属材料疲劳试验和断裂试验”专题报道征稿启事
 1
 《理化检验-物理分册》“金属材料在线检测?#38469;?#21644;检测设备”专题报道征稿启事
 1
 《自然》《科学》一周(10.19-10.25)材料科学前沿要闻
 1
 《自然》《科学》一周(9.25-10.1)材料科学前沿要闻
 1
 《自然·通讯》可再加工的热固性光敏3D打印材料
 1
一周新闻 Top 10
新品发布
专题报道
永利电子游戏网站 宝石探秘财富加倍闯关 时时彩平台计划群 企鹅家族游戏 双色球开奖蓝球1到多少 全民飞机大战二郎神 fm2011马德里竞技 比利亚雷尔皇家社会 河南22选5开奖时间 河北好运彩2好运彩3玩法 新疆11选5中奖助手