Изучается возможность производства добавок из меди для оптимизированных синхротронных поглотителей

Исследователи из Университета Вулверхэмптона в сотрудничестве с UK Astronomy Technology Centre (UK ATC) и Diamond Light Source (DLS) провели новаторское исследование, изучающее использование аддитивного производства меди для оптимизации синхротронных поглотителей. Этот проект знаменует собой шаг вперед в использовании 3D-печати для повышения производительности и функциональности компонентов в синхротронных системах.

Медь хорошо известна своими исключительными термическими и электрическими свойствами, что делает ее важнейшим материалом в таких областях, как электрифицированный транспорт и экологичное производство. Однако проблемы, связанные с обработкой меди с использованием лазерного луча порошковой кровати (PBF-LB), исторически ограничивали ее более широкое применение в аддитивном производстве металлов. Сотрудничество между этими учреждениями направлено на преодоление этих барьеров.

Здесь представлены экспериментальные поглотители синхротрона, изготовленные из чистой меди методом аддитивного производства. (Изображение предоставлено: Diamond Light Source/University of Wolverhampton)

Синхротронные поглотители: перепроектирование для повышения эффективности

Центр инженерных инноваций и исследований (CEIR) в Университете Вулверхэмптона, который находится на переднем крае PBF-LB с 1999 года, сыграл ключевую роль в перепроектировании синхротронных поглотителей. Используя машины EOS M290 AM, команда смогла интегрировать конформные охлаждающие каналы и гироидные структуры, которые имеют решающее значение для улучшения рассеивания тепла и снижения веса материала.

Предварительные испытания показывают многообещающие результаты. Переработанные компоненты абсорбера продемонстрировали снижение температуры до 20%, снижение веса на 80% и объединение с 21 детали до 1. Эти улучшения не только оптимизируют производительность абсорбера, но и упрощают процесс производства.

Профессор Арун Арджунан, директор Elite Centre for Manufacturing Skills (ECMS), подчеркнул значимость этой работы, заявив: «Этот проект подчеркивает потенциал аддитивного производства для терморегулирования. Мы продолжим разрабатывать инновационные решения для удовлетворения растущего спроса на эффективные системы терморегулирования в различных отраслях промышленности».

Исследователи из Университета Вулверхэмптона, Центра астрономических технологий Великобритании и Diamond Light Source исследовали аддитивное производство меди для использования в синхротронных поглотителях. Кредит изображения: Diamond Light Source/Университет Вулверхэмптона (Источник изображения: Metal-am.com)

Будущие исследования и потенциальное влияние

Хотя прототипы показали замечательные результаты, запланированы дальнейшие исследования и испытания для полной оптимизации конструкции. Учитывая, что в мире насчитывается около 30 000 ускорителей и 60 синхротронов, многие из этих систем выиграют от модернизации компонентов с использованием аддитивного производства. Использование медной 3D-печати может изменить способ производства этих компонентов и улучшить их общую функциональность.

Выводы команды по тепловым характеристикам и свойствам материалов будут подробно изложены в предстоящей публикации, что позволит глубже понять практическое применение медной AM в научном сообществе.

Этот прорыв в технологии 3D-печати, в частности с использованием меди, демонстрирует дальновидный подход к управлению температурой и эффективности компонентов, что может установить новый стандарт для будущих систем синхротронов.

Источник: metal-am.com