Начато изучение дефектов 3D-печати металлов при помощи рентгена

Исследователи из Университета Карнеги-Меллона и Аргоннской национальной лаборатории в США с помощью рентгеновского излучения смогли увидеть, как формируются газовые пузырьки в металле в процессе 3D-печати. Ученые использовали чрезвычайно яркие источники фотонного излучения на аргоне и посредством скоростной съемки зафиксировали момент плавления металлов в порошке при 3D-печати (технология Power bed fusion).

Лазеры сканируют порошковые слои, и сплавляют их, формируя нужное металлическое изделие. Но иногда наличие газа в них обуславливает микродефекты, приводящие к быстрому износу предметов, полученных путем 3D-печати. До сих пор производители мало знают об этом явлении, именуемом «паровыми углублениями». Они экспериментировали с мощностью луча и металлическими пудрами. Но опыты с применением рентгена показали, что причина кроется не в этих факторах.

При аддитивном производстве полости с газом, вероятно, образуются при кипении металла в зависимости от фокуса лазера, который и требует дальнейшего изучения.

«Явление замочной скважины впервые можно было рассмотреть с такими подробностями благодаря масштабам и специализированным возможностям, разработанным в Аргонне», - говорит Тао Сан, физик из Аргонны.

Платформа эксперимента, которая поддерживает изучение аддитивного производства, включает в себя лазерное оборудование, специализированные детекторы и специализированные приборы для измерения лучей. В 2016 году команда Argonne вместе со своими партнерами по исследованиям сняла первое в мире рентгеновское видео о производстве лазерных добавок в микрометровом и микросекундном масштабах.