Институт Пола Шеррера визуализирует расплавленные ванны в 3D

3D-печать произвела революцию в производстве, позволив создавать сложные формы и структуры. Однако когда дело доходит до печати керамики с помощью лазеров, процесс становится более сложным. Исследователи из Swiss Light Source (SLS) и Института Пауля Шеррера (PSI) открыли новые горизонты, получив трехмерное представление об этом сложном производственном процессе с помощью томографии, проливая свет на микроскопические тонкости и предлагая потенциал для совершенствования технологий.</стр>

Керамические порошки, визуализированные в 3D. (Изображение предоставлено PSI)

Традиционная 3D-печать, особенно в аэрокосмической, автомобильной и медицинской промышленности, основана на методе лазерного плавления порошкового слоя (LPBF). LPBF предполагает наслаивание мелкого порошка на подложку и плавление его лазером для придания желаемой формы, повторяемое слой за слоем. Хотя для изучения этого процесса использовались 2D-рентгеновские изображения, исследователи PSI хотели углубиться и визуализировать его в 3D.

Их прорыв заключался в использовании оксида алюминия, твёрдого и хрупкого керамического материала. Преодолев проблемы быстрого вращения и предотвращения рассеивания материала, они успешно отслеживали процесс печати в 3D. Они использовали высокоскоростную камеру и микроскоп для захвата 100 3D-изображений в секунду, раскрывая удивительное поведение ванны расплава.

Подход исследователей также позволил им наблюдать образование пор и полостей по мере затвердевания материала, что имеет решающее значение для будущих применений. Полученные результаты обещают улучшить технологию LPBF, хотя практическое применение может быть еще далёким.

По мере модернизации оборудования института возможности исследования более плотных материалов с более высоким разрешением будут расширяться, что приведет к дальнейшему развитию технологии LPBF. </п>