美國科學家揭示金屬3D打印件內部會出現(xiàn)孔隙的原因

就在幾天前，南極熊報道了美國卡內基梅隆大學發(fā)現(xiàn)鈦金屬3D打印件可能存在致命缺陷的消息（主要是因為打印件內部會隨機出現(xiàn)細小的孔隙，最終可能導致出現(xiàn)裂縫），引起了眾多熊友的強烈關注�，F(xiàn)在，對于其中最關鍵的問題 — 究竟是哪些因素導致了孔隙出現(xiàn)，著名的美國研究機構勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）通過對激光燒結（LS）型粉床3D打印機的實驗給出了比較專業(yè)的答案。

據(jù)南極熊了解，根據(jù)LLNL的研究，打印件中之所以會出現(xiàn)孔隙主要是因為在打印該部分時，粉末的量不足，而這是由于在之前部分的打印時，激光照射金屬粉末會產生高溫蒸汽（接近金屬沸點）將后面的粉末吹走。雖然減少的量很小，但積累后卻足以造成孔隙的出現(xiàn)。

南極熊還了解到，為仔細觀察這種在微觀尺度下發(fā)生的現(xiàn)象，LLNL特意從德國亞琛的Fraunhofer研究所購買了一臺激光粉床3D打印機，還使用了專門定制的顯微鏡、真空室和超高速攝像機。在通過這些高科技設備觀察到金屬粉末在被激光照射后的“噴發(fā)”過程后，他們借助計算機仿真和流體動力學原理構建了能夠重現(xiàn)粒子運動的模型。

“在此之前，我們根本不知道這種情況的存在，但它對打印件的質量和成型速度的確有著重要的影響�！盠LNL的增材制造主任Chris Spadaccini表示：“不過現(xiàn)在，我們終于可以通過模型捕捉到這種現(xiàn)象了。目前，我們著手構建它的仿真代碼�！�

LLNL表示，接下來，他們將開始研究3D打印時孔隙的實時發(fā)展狀況并探索如何減弱這種情況，從而確實提高打印件的質量。

“由于對這種現(xiàn)象已經(jīng)有了更好的理解，所以現(xiàn)在，我們可以更加準確地對其進行模擬了，”Matthews說表示“這或許能幫助我們打印出缺陷很少甚至完全沒有的金屬件�！�

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via 3ders