アメリカの科学者が金属3Dプリント部品の内部に気孔が現れる理由を明らかに

アメリカの科学者が金属3Dプリント部品の内部に気孔が現れる理由を明らかに


ほんの数日前、Antarctic Bearは、米国のカーネギーメロン大学がチタンの3Dプリント部品に致命的な欠陥がある可能性があることを発見したと報じました(主な理由は、プリント部品の内部に小さな気孔がランダムに現れ、最終的に亀裂につながる可能性があるためです)。これは多くのクマ愛好家から強い注目を集めました。さて、最も重要な質問である、毛穴の出現につながる要因は何かという質問に対して、有名なアメリカの研究機関であるローレンス・リバモア国立研究所 (LLNL) は、レーザー焼結 (LS) 粉末床 3D プリンターの実験を通じて、比較的専門的な答えを出しました。

Antarctic Bearによると、LLNLの研究によると、プリントに気孔が現れる主な理由は、その部分をプリントする際の粉末の量が不足していることです。これは、前の部分をプリントする際に、レーザーが金属粉末に照射され、背後の粉末を吹き飛ばす高温の蒸気(金属の沸点に近い)が発生するためです。減少量は少ないですが、蓄積すると毛穴が目立つようになります。

Antarctic Bear はまた、微視的スケールで発生するこの現象を注意深く観察するために、LLNL がドイツのアーヘンにあるフラウンホーファー研究所からレーザー粉末床 3D プリンターを特別に購入し、特別にカスタマイズされた顕微鏡、真空チャンバー、超高速カメラも使用したことを知りました。これらのハイテク機器を通してレーザー照射後の金属粉末の「噴出」過程を観察した後、コンピューターシミュレーションと流体力学の原理を使用して、粒子の動きを再現できるモデルを構築しました。

「これまで、このような現象が存在することなど知りませんでしたが、これは印刷部品の品質と速度に大きな影響を与えます」と、LLNL の付加製造部門ディレクターのクリス・スパダッチーニ氏は語ります。「しかし、今では、この現象をモデルでようやく捉えることができ、現在はそのためのシミュレーション コードの構築に取り組んでいます。」

LLNLは、次に3Dプリント中の気孔のリアルタイムな発達を研究し、この状況を減らす方法を探り、それによってプリント部品の品質を効果的に向上させると述べた。

「この現象をより深く理解できるようになったので、より正確にシミュレーションできるようになりました」とマシューズ氏は言う。「これにより、欠陥がほとんどないかまったくない金属部品を印刷できるようになるかもしれません。」

さらに読む: 「速報:アメリカの科学者がチタンの3Dプリント部品に致命的な欠陥がある可能性があることを発見」

3ders経由

南極のクマ、シミュレーション

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