Det er ingen tvil om at 3D-printing er en rask og effektiv måte å bygge nye objekter, men de fleste ingeniører tar prøvende skritt til dets masse adopsjon fordi resultatene er ikke vist seg å være virkelig robust. Nå, fysikere kan håpe å overbevise dem en gang for alle.
Den mest vanlige formen av 3D-utskrift for real-world tekniske anvendelser er selective laser smelte. Prosessen ser et fint lag av metallisk pulver som er spredt over en bevegelig plattform. Høy-intensitet laser eller electron bjelker er deretter brukt til å smelte visse områder av lag, som raskt avkjøles og stivner. Plattformen er flyttet, mer pulver lagt til, og prosessen gjentas, inntil en komplett objekt er dannet.
Den resulterende komponenter kan produseres raskere og med større intricacy, enn konvensjonelle teknikker. Ingen overraskelse, da, det liker av GE, NASA og Boeing er alle eksperimentere med teknikken. Men, som Wayne Kongen fra Lawrence Livermore National Laboratory, forklarer i en pressemelding, “hvis vi ønsker å sette deler inn i kritiske bruksområder, de har til å møte kvalitetskriterier”—og for tiden ikke alle er overbevist.
Nå, King og andre forskere fra Laboratoriet har publisert en artikkel i Anvendt Fysikk Vurderinger som legger ned en rekke modeller for å beskrive nøyaktig fysikk på hvordan teknikken fungerer. Ideen er å utvikle en bedre forståelse av hvordan prosessen oppfører seg på alle skalaer, fra mikroskopiske smelte og samhold av pulverisert metall til bulk egenskaper av de siste objekt.
Modellene tillater ingeniører til å beregne stress og varmen som dannes under produksjonen, for å hjelpe dem å forstå hva som skjer med metall under prosessen. Det bør tillate dem å finne ut hvordan subtile avvik i utskriften kan føre til at deler som inneholder feil som kan føre til feil—og, det som er avgjørende, finne ut hvordan å hindre at det skjer i fremtiden.
Sponset
I sin tur, forskerne håper at modellene vil tillate ingeniører til mer nøye tune ting som laser kraft, hastighet, bredde størrelse. Det burde dem for å lage produkter som de er så trygg å bruke i fiendtlig, virkelige situasjoner som konvensjonelt produserte deler. Hvis ingeniører er overbevist om, kunne vi se en steg-endring i vedtakelsen av 3D-utskrift i bransjer som luftfart.
“Vi ønsker å akselerere sertifisering og kvalifisering for å dra nytte av den fleksibilitet som metall additiv produksjon gir oss,” forklarte Kongen i en pressemelding. “Ideelt… planter ønsker å bygge en del på mandag som kan være kvalifisert og på samme maskin på tirsdag bygge en annen del som også kan være kvalifisert… Vi snakker om å komme til stedet for å si “bare trykk på print’ for metall.”
[Anvendt Fysikk Anmeldelser via Lawrence Livermore Institutt]
Bilde av Sandia Labs