红外成像与X射线成像联手改善3D打印零件的再现性

本文摘要:据麦姆斯咨询报导,在美国阿贡国家实验室(ArgonneNationalLaboratory)的先进设备光子源(AdvancedPhotonSource)中追加红外照相机,大大增大了增材生产基础研究和应用于研究之间的差距。3D打印机行业面对的仅次于挑战之一是如何保证零件的高质量重现性。没检测和制止缺失的手段,该技术在生产商用零件时就不会有限。 美国能源部建设的阿贡国家实验室为工业界和研究领域获取了一款新的工具,工业设计师们由此就不具备了找到缺失的能力。

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据麦姆斯咨询报导,在美国阿贡国家实验室(ArgonneNationalLaboratory)的先进设备光子源(AdvancedPhotonSource)中追加红外照相机,大大增大了增材生产基础研究和应用于研究之间的差距。3D打印机行业面对的仅次于挑战之一是如何保证零件的高质量重现性。没检测和制止缺失的手段,该技术在生产商用零件时就不会有限。

美国能源部建设的阿贡国家实验室为工业界和研究领域获取了一款新的工具,工业设计师们由此就不具备了找到缺失的能力。在阿贡国家实验室先进设备光子源的高能X射线源上加装红外照相机,研究人员可以动态测量表面的热特征。阿贡国家实验室是第一个将金属3D打印机设备应用于到光束路径、光子路径和X射线临床的国家实验室,也是唯一能在1纳秒内在“熔池”里构建金属粉末熔融的实验室。

阿贡国家实验室将高速红外照相机与实时电磁辐射光束线融合,又一次建构了“第一”,这一先例让研究人员在生产过程中能取得重复性较好的产品。临床工具的融合让工程人员和研究人员以每秒100万帧的速度取得X射线图像,并在3D打印机过程中以每秒10万帧的速度取得热图像。熔池的不平稳、粉末溅、不合理的扫瞄方案引起的关键病变将被记录下来。

红外+X射线=有序型光学与X射线显微镜融合用于,高速热光学可以获取有所不同区域冷却和加热部位的速度和状态信息,其中还包括数百万激光线扫瞄。这些信息对增加零件设计变量,并提升消费品、国防、医药、汽车及其他应用领域增材生产的效率。阿贡国家实验室的物理学家TaoSun谈及:“红外和X射线光学相辅相成。一方面,你可以用X射线击穿样品,以协助你看见没任何热信息的微观结构;另一方面,你可以用红外照相机捕捉到许多涉及的热特征。

”红外照相机强化X射线光学的一种方式是协助可视化气化粉末羽流的构成,这些羽流被激光打中构成并穿越粉末,在高温持续性对激光性能导致毁坏。由于粒子正处于冷却状态,无法分开用于X射线看见这些羽流,而是被红外光捕捉。除了X射线测量之外,其他最重要参数如冷却和加热速率等数据也可以输出3D打印机模型以提升其精度和速度。基础研究与应用科学的桥梁追加红外照相机,阿贡国家实验室的研究人员通过动态测量表面的热特征深入研究3D打印机下文红外照相机的另一个主要优点是其不具备被构建到增材生产系统的能力,为先进设备光子源基础研究更加相似于真实世界用户搭起了桥梁。

Sun指出,增材生产系统的用户可以将红外照相机加装到他们的机器上,利用从X射线和红外光学耦合找到的问题,例如与缺失构成(通过X射线光学仔细观察)涉及的热特征(通过红外光学找到)。如果寻找了缺失,用户可以给与标识,并采取措施来减低或修缮问题。Sun说道:“潜在应用于还很很远,但是这两种光学技术融合在一起的潜在优势是可以枚举出来的。

并不是每个人都充足幸运地,都有机会认识到像先进设备光子源这样强劲的X射线光源。如果我们需要寻找传递信息的方法,并利用大多数人需要认识到的工具,比如热像仪,我们就可以对这个领域产生更大的影响。”红外照相机坐落于先进设备光子源的32-ID-B光束线。

红外照相机是阿贡国家实验室生产科学和工程项目的一部分,称作LDRD项目。


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