Sử dụng chùm tia để nâng cao công nghệ in 3D kim loại

Để giải quyết các vấn đề về lỗ chân lông và khuyết tật trong quá trình in 3D kim loại, các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore (LLNL) ở Hoa Kỳ đã thử nghiệm loại quang học kỳ lạ gọi là chùm tia Bessel. Hình dạng chùm. Họ phát hiện ra rằng chùm tia này có khả năng tự điều chỉnh và không bị nhiễu xạ, đồng thời làm giảm sự xuất hiện của sự hình thành lỗ chân lông và" keyholing" ;, trong khi việc sử dụng chùm tia Gauss làm trầm trọng thêm hiện tượng cảm ứng lỗ chân lông. Các phát hiện liên quan đã được công bố trên tạp chí" Science Advances" ;.

Công nghệ in 3D dựa trên tia laser mở rộng đáng kể mức độ phức tạp của thiết kế, nhưng chùm tia laser truyền thống được sử dụng để in kim loại có thể gây ra lỗi sản phẩm và hiệu suất cơ học kém. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu LLNL đã khám phá việc thay thế chùm tia Gaussian thường được sử dụng bằng các chùm tia khác trong in laser công suất cao. Các nhà nghiên cứu cho biết, việc sử dụng chùm tia Bessel có thể đưa năng lượng ra xa trung tâm, có thể chủ động thiết kế các đường cong nhiệt và giảm gradient nhiệt để tối ưu hóa việc hình thành các vi cấu trúc, từ đó thu được các thiết bị mịn hơn và bề mặt mịn hơn. Chùm tia Bessel mở rộng đáng kể không gian tham số của quá trình quét laser và nhận ra hình dạng hồ nước nóng chảy lý tưởng: không quá nông cũng không liên kết. Chùm tia Bessel có thể cung cấp độ sâu tiêu điểm lớn hơn do đặc tính không nhiễu xạ của chúng.