مواد و ساخت پیشرفته

در فرایند ساخت افزایشی دستیابی به درک درستی از این موضوع که پیوسته در جریان ذوب شدن لیزری و ترکیب پودر فلز چه اتفاقی می افتد، دشوار است. با این حال، محققان آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور (LLNL) و دانشگاه ایالتی واشنگتن معتقدند که می توانند این مشکل را حل کنند. این محققان سیستم چاپی سه بعدی متصل به یک منبع اشعه ایکس Synchrotron را برای تصویربرداری فوق العاده با سرعت بالا با اشعه ایکس از فرآیند ذوب و فیوژن فلز ساخته اند.
مارتین یکی از این محققین مدعی است: "سیستم تست شده امکان جذب تصاویر اشعه ایکس در سطح فلز اسکن شده با لیزر را با نرخ های بیشتر از 100000 بار در ثانیه می دهد." در این مقیاس زمانی، آن ها قادر به مشاهده روند ساخت افزایشی ماده در حرکت آهسته و درک این مهم که چگونه فلز به حرارت شدید لیزر پاسخ می دهد را خواهند داشت.
بررسی فرایند پیچیده گرمایش لیزری، شامل جریان سیال در فلز ذوب شده و تبخیر در سطح واسط بخار و مایع، به هر روش دیگری بسیار دشوار خواهد بود. بعلاوه تصویربرداری با اشعه ایکس نشان دهنده ناپایداری در فلز مذاب است. از جمله آن موج های سطحی و تلاطم های ناشی از بخارات است که در طول پردازش لیزری وقوع می کنند.
جاناتان لی، پژوهشگر اصلی پروژه میگوید: "در مقایسه با سایر تکنیک های تشخیصی، تصویربرداری با اشعه ایکس قادر است از آنچه در زیر سطح فلز چاپ شده در جریان است تصویر برداری کند."
محققان با استفاده از شبیه سازی های کامپیوتری، تصاویر به دست آمده را با استفاده از مدل های بر هم کنش متقابل لیزر- فلزی اعتبارسنجی نموده و توسعه دادند. با تغییر پارامتر ها در طول فرآیند AM و مقایسه با شبیه سازی، محققان می توانند تعیین کنند که کدام عوامل سبب ایجاد نقص های نامطلوب مانند حفره ها و چگونگی توسعه آنها می شوند.
منبع:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590049818300419?via%3Dihub