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3Dプリント製造プロセスで気泡や穴を回避するにはどうすればよいですか?

Posted by: Fymicohuang 2021-11-19 3Dプリント製造プロセスで気泡や穴を回避するにはどうすればよいですか? はコメントを受け付けていません

レーザー粉末床溶融は、主要な積層造形技術であり、まだその可能性に到達していません。 業界が直面している問題は、印刷プロセス中に小さな気泡や穴が形成されることがあり、これらの穴が最終製品の弱点を形成することです。

部品の3D印刷プロセスでは、低速高出力レーザーが金属粉末を溶融するときに、溶融池に鍵穴型の空洞が形成されます。穴(つまり、欠陥)は鍵穴の底に形成されます。ジャーナルScienceに発表された新しい研究は、穴がどのように作成され、金属内で固化する欠陥になるかを明らかにしています。

カーネギーメロン大学工学部の材料科学および工学の教授であり、「Science」の主な共著者であるAnthony D. Rowlettは、次のように述べています。この問題。 。”

鍵穴現象を定量化した以前の研究に基づいて、研究チームは非常に明るい高エネルギーX線画像技術を使用して鍵穴の不安定性を観察しました。穴は鍵穴の変動中に形成され、その形状を変化させます。鍵穴の先端は「J」字型に変形し、クランプされます。この不安定な動作により、液体金属に音波が発生し、穴が鍵穴から離れるように強制され、固化した金属に閉じ込められるのに十分な時間生き残ることができます。チームは、この動作に焦点を合わせ、何が起こっているかを判断する最初の人です。

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「深い鍵穴があると、壁が強く振動します。鍵穴の底の振動が強すぎてクランプされることがあり、大きな気泡が残ります。気泡が再生されないこともあります。に接続します。主な鍵穴。音波が発生します。これにより、残りの細孔が鍵穴から押し出されます。」ロレットは説明した。

キーホール自体は欠陥ではないことに注意することが重要です。たとえば、キーホールはレーザーの効率を高める可能性があります。彼らは、研究者が放射光X線装置を使用できることに気づき、安定した鍵穴と不安定な鍵穴の間に明確な境界があることに気づきました。

ロレット氏は、「危険地帯から離れている限り(つまり、暑すぎたり遅すぎたり)、欠陥を残すリスクは非常に小さい」と述べた。

境界の不安定な側でのスキャン速度とレーザー出力の低下に伴い、鍵穴の深さの変動は大幅に増加します。

「車を運転するのと反対でない限り、境界は制限速度と考えることができます。この場合、速度が遅くなるほど危険になります。制限速度を下回っている場合は、ほぼ間違いなく欠陥があります。 「」

より広い文脈では、明確に定義された鍵穴の多孔性境界の存在を実証し、その再現性を実証することにより、科学は印刷プロセスを予測および改善するためのより安全な基盤を提供できます。カーネギーメロン大学の次の製造センターのアカデミックディレクターであるRowlettは、この調査の結果により、自社が3Dプリンターをどのように運用しているかがすぐにわかると考えています。

研究チームには、バージニア大学の共同主執筆者であるタオタオが含まれています。 Cang Zhao、清華大学、中国; Niranjan D. LiXiaoxiaoおよびTanWenda、ユタ大学。

資金源には、エネルギー省、国防省、国立航空宇宙局(NASA)大学リーダーシッププログラム、国立科学財団、清華大学およびバージニア大学の機械工学科からの初期資金が含まれます。 。

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