アルゴンヌ国立研究所が金属3Dプリント部品の構造欠陥に関する研究を主導

アルゴンヌ国立研究所が金属3Dプリント部品の構造欠陥に関する研究を主導
この投稿は、Little Soft Bear によって 2017-9-12 10:50 に最後に編集されました。

最近、米国エネルギー省が率いる研究チームは、金属 3D プリント部品の構造欠陥を調査し、これらの欠陥の共通の原因を特定しようとしました。研究チームは、ミズーリ科学技術大学、アルゴンヌ国立研究所、カーネギーメロン大学の研究者で構成されています。彼らの研究結果は、「高速X線画像と回折を使用したレーザー粉末床溶融プロセスのリアルタイム監視」というタイトルの記事で、Scientific Reports誌に掲載されました。

この研究では、DOE 科学局の最も先進的なユーザー施設の 1 つである Advanced Photon Source (APSO) が活用されました。これは強力なシンクロトロンX線をベースにした記録装置であり、研究者はレーザー溶融プロセス全体をリアルタイムで研究することができます。 「レーザーと金属の相互作用は非常に速く起こります。幸いなことに、Advanced Photon Source で利用できる高速 X 線装置により、プロセス全体を 1 秒あたり 50,000 フレームで撮影できます。結果として得られる動画をフレームごとに調べることで、材料の微細構造、特に欠陥や気孔がどのように形成されるかを理解できます。」


研究者らは、溶融池の大きさや形状、噴出された粉末の量、凝固と気孔の形成、異なる段階間のさまざまな変化など、さまざまな特徴を観察し、定量化しました。研究者たちは、さまざまな物理理論と計算を駆使して、X線画像から得られる詳細情報を基に複雑な予測モデルを作成し、それを使って3Dプリントのプロセスを再設計し、特定の構造上の欠陥を回避しました。このようにして、研究者は金属 3D プリントについてさらに詳しく学び、この技術の信頼性をさらに向上させることができます。

研究チームは、その結論と予測モデルを米国中の研究所や研究機関と共有することで、現在使用されている 3D 印刷技術を微調整するだけでなく、新しい方法を発見し、新しい可能性を探り、印刷の信頼性を高める新しい 3D 印刷合金を開発したいと考えています。


この研究は、産業用 3D プリントに使用される材料の改善と増加に加え、初期設計段階にも役立ちます。 3D プリントのプロセスに対する理解が深まると、設計者は構造の品質と信頼性を向上させる方法を考えるのに多くの時間を費やす必要がなくなり、主要な要素のみを考慮すればよくなり、デジタル モデルが大幅に簡素化されます。 「私たちの研究は、業界の効率とパフォーマンスの向上に役立つだけでなく、金属積層造形がより広く採用されるようになることにも役立つだろう」と研究者らは述べた。

出典: Tiangongshe 詳しい読み物:
【ダウンロード】金属3Dプリント部品の構造欠陥に関する最新の研究レポート 新技術:金属直接書き込み3Dプリントは、プリント部品の品質欠陥を排除できます
欠陥、アルゴンヌ国立研究所

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