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積層製造領域兩大新發現 3D列印飛機零件不是夢

航太產業至今引進積層製造多年,但應用範圍仍僅限於管道、內裝等非關鍵零件。法新社

維吉尼亞大學(University of Virginia)和阿貢國家實驗室(ANL)共同研究3D列印流程的結構缺陷,幫助積層製造進一步發展,以便生產堅固耐用的飛機零件。

據Design News報導,鑑於航太產業引進積層製造多年,但應用範圍仍僅限於管道、內裝等非關鍵零件,維吉尼亞大學研發團隊特別鎖定雷射功率和掃描速度兩大層面,以免3D列印在粉末床融合成型中出錯,如此一來,3D列印出來的零件會更堅固耐用。

維吉尼亞大學材料科學工程系助理教授Tao Sun表示,雷射在3D列印流程中,除了會融化粉末,也會蒸發一些金屬物質,進而導致高速蒸汽衝出熔池表面,形成小孔。如果孔壁夠穩定,可以強化周圍材料的雷射吸收率,進而提高雷射製造的效率,反之,如果孔壁不夠穩定,材料會在小孔周圍凝固,一旦受到重壓,便容易碎裂,因此要巧妙的融合雷射功率和掃描速度。

另一個新發現是雷射和金屬交互作用後,可能產生聲波,而聲波會跟液體的氣泡交互作用,氣泡便有可能移動、變形、分離甚至崩塌,以致3D列印零件有缺陷。


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