SLM金屬3D打印獲新突破，LLNL新技術可降低90％的殘余應力
更大的零件，更好的性能，殘余應力問題的解決或帶來SLM進入大零件打印的新時代
降低90%的殘余應力。來源：LLNL
降低應力另辟蹊徑
PBF粉末床金屬熔化成型技術擁有其他制造工藝不具備的優(yōu)勢，雖然它的沉積速率慢于DED金屬沉積成形工藝，但其精度和分辨率更高。不過拿SLM選區(qū)金屬熔化工藝（PBF粉末床金屬熔化成型技術的一種）來說，這種工藝有一個缺點：當金屬冷卻時，材料可能會在沉積了數(shù)層之后發(fā)生變形。較大的溫度梯度和快速冷卻引起的熱循環(huán)會在沉積過程中產(chǎn)生殘余應力。這會造成微觀結構發(fā)生緩慢的變化，進而導致零件發(fā)生變形。有時候產(chǎn)生的力不僅使零件變形還會導致裂紋，從而削弱零件的機械性能。
在某些情況下這些變形并不重要，然而對于有些應用而言，即使是 100 微米（0.1 毫米）的差異，也會超出標準規(guī)格的允許范圍，致使零件無法使用。
最近，美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）和美國加州大學戴維斯分校通過使用激光二極管在SLM選區(qū)激光熔化構建過程中快速地加熱打印層，解決了應力過高這一問題。
研究人員聲稱這項新技術使金屬3D打印零部件的有效殘余應力減少了90％，通過降低溫度梯度并控制冷卻速度來避免應力對零件的破壞，這打開了SLM選區(qū)激光熔化技術發(fā)展的新通道。
研究人員聲稱在SLM選區(qū)激光熔化金屬3D打印過程中，很難避免應力的產(chǎn)生，雖然之前研究人員在改變掃描策略以重新分配殘余應力方面已經(jīng)做了很多工作，但結果還是不盡如意。
在這種情況下，研究人員嘗試了另辟蹊徑的辦法，在通過SLM選區(qū)激光熔化工藝加工316L不銹鋼的時候，研究人員在每一層固化后，用二極管（近紅外光）照射加工表面。最初是全功率，并在20秒內(nèi)立即降低強度。
這種方式提高了溫度迅速而緩慢地以受控的方式冷卻粉末床。3D科學谷了解到，當研究人員使用二極管時，看到殘余應力減少的趨勢，并且這種方法從頂部加熱，所以零件的高度沒有限制。
研究人員計劃接下來將進行更深入的研究，將注意力轉(zhuǎn)向增加每個加熱周期的層數(shù)，看看它們是否能夠?qū)堄鄳档偷较嗤某潭龋瑖L試應用于更復雜的零部件加工過程，另外還將使用更多的定量技術來更深入的了解這個過程。
研究人員還將探索如何控制鈦合金（Ti64）在3D打印過程中的相變。通常，當使用Ti64材料進行構建時，相變會導致金屬變得非常脆，導致零件破裂。如果研究人員可以通過緩慢冷卻零件來避免相變，這可以使材料具有足夠的延展性以滿足航空航天標準。
Review
如果這項技術獲得突破，那么在加工更大的零件的時候，可以通過添加更多的二極管激光器，這對SLM選區(qū)激光熔化技術來說意義重大。由于SLM選區(qū)激光熔化技術存在這諸多的痛點，使得該技術加工出來的零件的檢測與認證存在著頗多挑戰(zhàn)。而LLNL的努力無疑從源頭出發(fā)，降低了SLM選區(qū)激光熔化技術帶來的殘余應力這一痛點，目前SLM選區(qū)激光熔化技術加工的零件后期都進行了熱處理來緩解內(nèi)部應力，零件通常需要經(jīng)過HIP （熱等靜壓）過程。那么，LLNL的努力是否將降低后期對HIP的需求？我們將保持關注。
(責任編輯：admin)
Fabric8Labs推出AI芯片定
Titomic又一合作，將與nuF
荷蘭公司將開設3D打印船舶
Chicago Additive推出AMOS
590MHz帶寬+超90%輻射效率
威斯康星大學麥迪遜分校工
突破性生物3D打印
迪拜LEAP 71公司
3D生物打印構建內(nèi)
《Small Science
南洋理工-劍橋大
清華大學：抗拉強
