LLNL发布研究金属3D打印过程中出现缺陷的原因

虽然金属3D打印在制造业中改变制造业的可能性非常大，但这并非没有缺点。许多公司正在投入大量资源，以确定金属3D打印部件出现缺陷的原因，以及如何阻止它们......而劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的创新研究人员更是如此。今年冬天，LLNL与艾姆斯实验室和能源部SLAC国家加速器实验室的科学家合作，利用X射线研究金属3D打印过程，并找出这些缺陷来自哪里方面以及如何防止这些缺陷。

美国能源部能源效率和可再生能源先进制造办公室正在资助这三个实验室，该实验室是其年度国家实验室重大峰会（BIS）的一个分支，通过国家实验室复合体促进战略技术规划和合作。

（L-R）LLNL研究员Phil Depond，Nick Calta，Aiden Martin和Jenny Wang。 [图片：Julie Russell，LLNL]

金属3D打印在航空航天和汽车等多个行业的应用速度缓慢，因为对于这些关键部件而言，零件质量和认证必须完美。 LLNL的研究人员进行了多次实验，有许多打印生成层时可能会在金属部件中形成缺陷，SLAC和Ames的最新研究更直接地检查了哪些因素会导致这些缺陷，以及如何避免这些缺陷。

[Image：SLAC]

本月，这些研究首次在“科学仪器评论”杂志上发表。这篇论文详细介绍了研究人员如何使用X射线成像衍射来观察金属部件的内部，同时他们正在使用普通的激光粉末床熔合（LPBF）工艺进行3D打印。“这是一支非常优秀的团队，因为每个搭档都非常有实力。“LLNL材料科学部科技部副部长Tony Van Buuren谈到了该项目。 “我们一起引入诊断技术，并开发研究新材料的能力。”

LPBF腔室设计细节

由于团队能够真正看到熔池中形成的层，并将X射线图像与模拟进行对比，Matthews表示他们能够确认激光器如何通过气体羽流，路径和热量产生缺陷的预测建立。如果他们在持续的实验中将这些新信息与建模结合起来，那么这将增加金属3D打印零件的改进的信心。