美國(guó)科學(xué)家揭示金屬3D打印件內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)孔隙的原因

就在幾天前，南極熊報(bào)道了美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)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?yàn)榇蛴〖��?nèi)部會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)細(xì)小的孔隙，最終可能導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫），引起了眾多熊友的強(qiáng)烈關(guān)注。現(xiàn)在，對(duì)于其中最關(guān)鍵的問題 — 究竟是哪些因素導(dǎo)致了孔隙出現(xiàn)，著名的美國(guó)研究機(jī)構(gòu)勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）通過對(duì)激光燒結(jié)（LS）型粉床3D打印機(jī)的實(shí)驗(yàn)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(huì)出現(xiàn)孔隙主要是因?yàn)樵诖蛴≡摬糠謺r(shí)，粉末的量不足，而這是由于在之前部分的打印時(shí)，激光照射金屬粉末會(huì)產(chǎn)生高溫蒸汽（接近金屬沸點(diǎn)）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(xì)觀察這種在微觀尺度下發(fā)生的現(xiàn)象，LLNL特意從德國(guó)亞琛的Fraunhofer研究所購買了一臺(tái)激光粉床3D打印機(jī)，還使用了專門定制的顯微鏡、真空室和超高速攝像機(jī)。在通過這些高科技設(shè)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(jì)算機(jī)仿真和流體動(dòng)力學(xué)原理構(gòu)建了能夠重現(xiàn)粒子運(yùn)動(dòng)的模型。

“在此之前，我們根本不知道這種情況的存在，但它對(duì)打印件的質(zhì)量和成型速度的確有著重要的影響。”LLNL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(gòu)建它的仿真代碼�！�

LLNL表示，接下來，他們將開始研究3D打印時(shí)孔隙的實(shí)時(shí)發(fā)展?fàn)顩r并探索如何減弱這種情況，從而確實(shí)提高打印件的質(zhì)量。

“由于對(duì)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(zhǔn)確地對(duì)其進(jìn)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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