Es ist nicht zu leugnen, dass der 3D-Druck ist eine schnelle und effektive Möglichkeit zum erstellen neuer Objekte, aber die meisten Ingenieure sind unter vorsichtigen Schritte zu seiner Masse Annahme, weil die Ergebnisse nicht nachgewiesen werden wirklich robust. Nun, Physiker hoffen, Sie davon zu überzeugen, ein für alle mal.
Die häufigste form des 3D-Drucks für die real-Welt-engineering-Anwendungen ist selective laser melting. Der Prozess sieht eine feine Schicht von metallischen Pulver verteilt über eine bewegliche Plattform. High-intensity laser-oder Elektronenstrahlen werden dann verwendet, um selektiv Schmelzen bestimmte Bereiche der Schicht, die schnell abkühlen und verfestigen. Die Plattform bewegt wird, mehr Pulver Hinzugefügt, und der Prozess wiederholt, bis eine komplette Objekt gebildet wird.
Die resultierenden Komponenten hergestellt werden können schneller und mit größerer Komplexität, als herkömmliche Techniken. Keine überraschung also, dass die gerne von GE, der NASA und Boeing sind alle Experimentieren mit der Technik. Aber, wie Wayne King vom Lawrence Livermore National Laboratory, erklärt in einer Pressemitteilung, “wenn wir wollen, setzen Sie die Teile in kritischen Anwendungen, die Sie erfüllen müssen, Qualitäts-Kriterien”—und derzeit nicht jeder ist davon überzeugt.
Nun, König und Forscher aus dem Labor haben ein Dokument veröffentlicht, in der Angewandten Physik, Bewertungen, legt eine Reihe von Modellen zu beschreiben, die präzise Physik, wie die Technik funktioniert. Die Idee ist es, ein besseres Verständnis dafür entwickeln, wie der Prozess verhält sich auf allen Skalen, von mikroskopischen Schmelzen und den zusammenhalt des metallpulvers der bulk-Eigenschaften des fertigen Objekts.
Die Modelle ermöglichen es Ingenieuren zu berechnen, den stress und die Wärme, die während der Herstellung, Ihnen helfen, zu verstehen, was passiert, um das Metall während des Prozesses. Das sollte es Ihnen ermöglichen, zu arbeiten, wie subtil die Anomalien in der Druckprozess kann dazu führen, dass Teile enthalten Fehler, die gehen können, um Ausfall—und, ganz entscheidend, herauszufinden, wie zu verhindern, dass es passiert in der Zukunft.
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Im Gegenzug werden die Forscher hoffen, dass die Modelle ermöglichen es Ingenieuren sorgfältig tune Dinge wie laser-power -, speed -, Strahl-Größe. All das sollte Ihnen, Produkte zu kreieren, dass Sie so zuversichtlich zu verwenden, in feindlichen, realen Situationen als konventionell hergestellte Teile. Wenn die Ingenieure sind davon überzeugt, konnten wir sehen, eine änderung in Bezug auf die Annahme von 3D-Druck in Branchen wie der Luft-und Raumfahrt.
“Wir wollen zu beschleunigen, Zertifizierung und Qualifizierung, um die Vorteile der Flexibilität, Metall additive manufacturing gibt uns”, erklärte König in einer Pressemitteilung. “Idealerweise… die Pflanzen bauen möchte ein Teil am Montag, qualifiziert werden kann und auf der gleichen Maschine am Dienstag bauen einen anderen Teil kann auch qualifiziert sein… Wir reden, das ist die Stelle zu sagen:” nur die Druck-Taste drücken ” für Metall.”
[Angewandte Physik Bewertungen über Lawrence Livermore Institut]
Bild von Sandia Labs