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通过热毛细管力消除金属3D打印中的孔隙率

3dprint       2019-08-08

虽然用金属进行3D打印已经变得非常流行,尤其是在工业领域内,但是在许多用户能够完全接受这样的过程之前仍然存在许多挑战需要克服。在这项研究中,作者使用原位高速高分辨率同步加速器X射线成像和多物理场建模来更多地了解如何控制孔隙度问题,因为它们经常出现在熔池中,然后在零件中找到。

用户通常很难通过后处理采取措施来减少孔隙度。在“金属3D打印过程中的孔隙消除机制中,来自世界各地的研究人员通过使用旨在防止孔隙度的成像和建模技术,探索了更多关于精炼激光粉末床融合(LPBF)技术的内容。具有高速度和小尺寸的毛孔使得研究人员难以在印刷过程中检查它们的运动。X射线以前有些成功,但分辨率较差。研究小组发现,毛孔不仅可以根据温度和热毛细作用力移动,还可以通过熔体流动引起的阻力。此外,他们发现高热毛细力可以克服阻力,从而阻止在印刷过程中形成孔。

此外,还进行了实验以观察该过程如何影响不由粉末驱动的3D打印。结果显示类似的毛孔运动行为。研究人员发现,当LPBF正在进行时,他们能够利用热毛细力消除毛孔。他们在印刷过程中证明了这一点,并且通过激光重新扫描和适当的激光扫描参数,热毛细管力消除了先前层中的孔隙。

研究人员预计这项研究会对以下应用产生积极影响:激光抛光、激光熔覆、焊接、熔纺、核反应堆、化学反应器。“我们通过两种合金中的热毛细力实现了孔隙消除,这表明热毛细力驱动的孔隙消除机制不仅限于特定的合金系统,”研究人员说。




关键词:3D打印;孔隙率;消除机制