金屬3D打印技術正在被越來越廣泛地采用，但其*終產(chǎn)品卻依舊存在結(jié)構缺陷。于是，為找到造成這一問題的根本原因，由美國能源部（DoE）領導，密蘇里科技大學、阿貢國家實驗室（ANL），以及卡內(nèi)基•梅隆大學的研究人員組成的一支團隊展開了這方面的研究。

      據(jù)悉，這項研究利用了DoE科學辦公室*高科技設備之一的先進光子源（APS）。它是一種基于強同步加速器X射線的記錄設備，能幫助實時研究金屬3D打印的整個激光熔融過程。這種激光與金屬的相互作用會在瞬間完成，但幸運的是，借助APS的高速X射線裝置，研究人員能以每秒5萬幀的精度捕獲整個過程，然后仔細研究，從而理解材料的微觀結(jié)構，并且搞清楚缺陷和孔隙的形成原因。

      研究人員觀察并量化了金屬3D打印的各種特征，如熔池的尺寸或形狀，粉末噴射量，固化和孔隙形成，不同階段之間的各種轉(zhuǎn)化等。同時，借助各種物理理論和算法，他們還能利用X射線影像創(chuàng)建出了復雜的預測模型，然后用它重新設計3D打印流程，從而避免結(jié)構缺陷的產(chǎn)生。通過這種方式，研究人員可以更多地了解金屬3D打印，更好地提高這種技術的可靠性。

      通過與美國各地的實驗室和研究機構分享他們的結(jié)論和預測模型，研究團隊不僅希望能改善當前的3D打印技術，還希望能發(fā)現(xiàn)新的方法，探索新的可能性，以及開發(fā)出新可打印金屬材料，從而提高金屬3D打印的可靠性。

      另外，研究對打印較復雜產(chǎn)品的初始設計也有幫助，因為如果能更透徹地理解打印過程，設計師就不需要再花大量事件研究如何提高結(jié)構的質(zhì)量和可靠性方面耗費太多時間了，只需考慮關鍵因素即可。