3D打印过程中形成的小孔是这一3D打印工艺仍存在的问题

在粉末平台选区激光熔融（SLM）3D打印过程中形成的小孔是这一3D打印工艺仍存在的问题，了解缺陷产生的原因并由此找到解决方案，也是粉末平台激光熔融3D打印技术发展中所面临的一个重要课题。根魔猴网了解，来自美国卡内基梅隆大学和美国阿贡国家实验室的研发团队使用高速X射线成像技术来研究粉末平台金属熔化 3D打印中小孔的形成，他们在研究中发现了操作参数和小孔之间的简化关系。这一发现将可能有助于防止小孔的形成。研发团队根据研发成果发表了题为“Keyhole threshold and morphology in laser melting revealed byultrahigh-speed x-ray imaging “的论文，该论文发表在Science 杂志中。

预测

导致小孔的因素

研究人员在论文中总结到，通过高能X射线直接观察小孔的表象和动力学表明：

（i）粉末平台激光熔融过程中使用的功率和扫描速度范围内，小孔现象都是存在的；

（ii）基于激光功率比重，从传导模式到小孔有明确的阈值;

蒸汽凹陷形成的小孔X射线图像，来源Science

研发团队的目标之一是观察到高功率激光加热金属的过程中金属本身发生了什么，为实现研究目标，研究人员使用了美国能源部（DOE）先进光子源（APS）开发的超高速X射线同步加速器成像来观察粉末平台激光熔融过程中发生的微观变化。

实验中使用的超高速X射线同步加速器成像的示意图，来源阿贡国家实验室

同步加速器成像是一种非破坏性分析，可观察到物体（特别是微小组成，如粒子）的内部结构。

在不同激光功率强度下测量的小孔深度，来源Science

通过观察这些变化，研究人员可以预测小孔的某些特性，比如说深度，并以此调整设备的参数。

小孔深度、前壁角度和激光功率之间的关系，来源Science

通过该方法，研究人员能够预测导致小孔的因素，这意味着如能规避这些因素，将提高粉末平台激光熔融3D打印的质量，得到更好的打印结果。

总结

卡内基梅隆大学的这项研究表明大多数3D打印钛孔隙率可以通过调整机器的工艺参数来消除。更少的毛孔意味着更强大、更可靠的终端部件。