Naukowcy wykorzystują promieniowanie rentgenowskie do badania, dlaczego niedoskonałości zdarzają się w metalowym druku 3D

"Dzięki drukowaniu trójwymiarowemu możesz tworzyć części o bardzo złożonej geometrii, które nie są dostępne do rzutowania, jak zwykłe metalowe części" - powiedziała naukowiec SLAC Johanna Nelson Weker, która jest liderem projektu. "Teoretycznie może to być szybki zwrot - wystarczy zaprojektować, wysłać, wydrukować ze zdalnej lokalizacji. Ale jeszcze nie jesteśmy. Nadal musimy obliczyć wszystkie parametry związane z wytwarzaniem solidnych, mocnych części. "

Projekt odbywa się w Stanford Synchotron Radiation Lightsource (SSRL) we współpracy z naukowcami z Lawrence Livermore National Laboratory ( LLNL) i Ames Laboratory.

"Zapewniamy podstawowe badania fizyki, które pomogą nam określić, które aspekty drukowania trójwymiarowego metalu są ważne" - powiedział Chris Tassone, pracownik naukowy w dziale badań materiałów w firmie SSRL .

Obserwowanie części podczas drukowania w 3D nie wystarczy, aby zobaczyć, jak głęboko laser topi warstwy metalicznego proszku. Naukowcy próbowali zobrazować warstwy za pomocą promieniowania cieplnego, ale to nie dało im wystarczającej ilości informacji, aby stwierdzić, co powoduje słabe punkty. Promienie rentgenowskie okazały się idealną odpowiedzią, pozwalającą naukowcom widzieć wewnątrz warstw podczas ich drukowania. Obecnie używają dwóch różnych typów metod rentgenowskich. Jeden tworzy obrazy w mikronowej rozdzielczości warstw podczas ich tworzenia; drugi odbija promienie rentgenowskie od atomów w proszku, aby przeanalizować jego strukturę atomową, gdy zmienia się ze stałego w ciekły iz powrotem podczas topienia i chłodzenia.

Naukowcy planują również studiować ukierunkowane procesy osadzania energii, oraz chcą dodać szybki aparat fotograficzny, aby móc zbierać zdjęcia i wideo oraz porównywać to, co widzą z danymi rentgenowskimi. Jest to cenne dla producentów i naukowców, którzy używają kamer do obserwowania procesu drukowania 3D, ale nie mają dostępu do synchrotronu rentgenowskiego.

"Chcemy, aby ludzie mogli łączyć to, co widzą na swoich kamery z tym, co mierzymy tutaj, aby mogli wywnioskować, co dzieje się pod powierzchnią rosnącego metalu "- powiedział Nelson Weker. "Chcemy nadać znaczenie tym podpisom."

Inni badacze pracujący nad projektem to Kevin Stone, Anthony Fong, Andrew Kiss i Vivek Thampy. Badania zostały sfinansowane przez Biuro DOE Urzędu ds. Efektywności Energetycznej i Zaawansowanego Biura Produkcji Energii Odnawialnej.