Narodowe Laboratorium Argonne, zajmujące się metalowym drukiem 3D dla ulepszonych zastosowań wojskowych

Naukowcy z Narodowego Laboratorium Argonne w Departamencie Energii pracują nad tym, aby lepiej zrozumieć proces drukowania metalu w metalu - w szczególności proces spiekania laserowego w złożu proszku - dzięki czemu druk 3D można wykorzystać w bardziej zaawansowanym zakresie w terenie. Fizyk Tao Słońce i współpracownicy badają technologię stosując intensywne synchrotronowego promieniowania rentgenowskiego w Advanced Photon Source, a DOE Biuro Nauki instrumentu użytkownika w Argonne.

„Interakcja lasera metalowa dzieje się bardzo szybko” powiedział Słońce. "Przechwyciliśmy proces w tempie powyżej miliona klatek na sekundę, korzystając z szybkiego aparatu rentgenowskiego w Advanced Photon Source. Możemy uczyć wynikowy ramkę filmu klatka po klatce, aby zbadać, jak formy mikrostruktury materiału.”

«Po wydrukowaniu, badamy produktu powstałego mikrostrukturę i wady», dodaje materiały naukowiec Aaron Greco, Sun Projekt współfinansowany liderem . "Używamy różnych technik, w tym mikroskopii optycznej i elektronowej, a nawet tomografii w Advanced Photon Source, do sprawdzania poprawności modeli. Naszym celem jest odkrywanie nowych możliwości. Obecnie branże są ograniczone do określonego zestawu stopów metali. Ale co z nowymi? Jeśli znasz fizyczne właściwości związane z drukowaniem nowych stopów, możesz je zastosować w procesie i poprawić szybkość i niezawodność drukowania. "

Greco powiedział, że drukowanie 3D ma wiele zalet dla wojska, z zastosowaniami, które obejmują pojazdy lotnicze, silniki odrzutowe i lekkość dowolnego typu pojazdów

"Technologia ta może być stosowana w terenie do szybkiego i dokładnego tworzenia części przy jednoczesnym wyeliminowaniu kosztów transportu" - powiedział Greco. "Nasz proces pozwala użytkownikom kontrolować tworzenie defektów, a ich wynik jest wysoce powtarzalny i możliwy do certyfikacji. Korzystanie z tej platformy eksperymentalnej pozwala nam badać nowe podejścia do drukowania nowych i różnych materiałów. Jesteśmy w stanie przewidzieć i kontrolować proces, zminimalizować defekty i zmniejszyć potrzebę testów kwalifikacyjnych. A my znalezienie korzyść ta ma zastosowanie do każdego podmiotu w Departamencie Obrony przestrzeni.”

Badanie za pomocą tytan jest umożliwienie zespołowi GRECO studiować różne rodzaje materiałów i stopów metali, w celu opracowania nowych stopów lub poprawić nadrukowalność i łatwość produkcji stopów. Tworzą także nowe wysokotemperaturowe stopy o wysokiej wytrzymałości, które prowadzą do lepszych wyników.

"Nasze postępy pozwalają użytkownikom na zmianędrukowanie parametrów w celu polepszenia właściwości materiałowych tego, co drukują, tworzenia części o zwiększonej twardości, wytrzymałości, a nawet odporności na korozję "- powiedział Greco.

Keith Bradley, dyrektor programów bezpieczeństwa narodowego w Argonne, uważa że przemysł obronny będzie zainteresowany tym, co robi Argonne, ponieważ praca laboratorium może pomóc w utrzymaniu bezpieczeństwa w Stanach Zjednoczonych i zapobieganiu wykorzystywania technologii przez przeciwników.

"Argonne jest jednym z kilku skoncentrowanych laboratoriów w sprawie zapobiegania rozprzestrzenianiu broni masowego rażenia, w tym technologii podwójnego zastosowania, które można przenieść z pokojowych zastosowań do zastosowań wojskowych "- powiedział Bradley. "Istotne jest, aby przemysł obronny nieustannie poszukiwał przewagi konkurencyjnej. Z tego powodu branża zawsze śledzi innowacje technologiczne, aby określić, czy mogą pomóc w realizacji misji. Bogate doświadczenie Argonne w dziedzinie materiałoznawstwa może pomóc wojsku zrozumieć, jak produkować rzeczy spełniające ich specyfikacje. "