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Le LLNL crée l'imprimante à faisceaux multiples en métal 3D pour comprendre des interactions de laser-matériel

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Les scientifiques et les ingénieurs de Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) travaillent à côté de GE Global Research pour créer une recherche-catégorie, imprimante à faisceaux multiples en métal 3D d'architecture ouverte et développent des diagnostics avancés pour comprendre la mécanique derrière le processus à faisceaux multiples sous un projet financé par le laboratoire de recherche de l'Armée de l'Air.

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Le projet de dix-huit mois a commencé début 2018. Une équipe menée par le scientifique Aiden Martin de matériaux de LLNL a créé la machine à faisceaux multiples de recherches en remplaçant la tête de balayage sur un système monopoutre existant de Fraunhofer-Aconity3D par une unité sur commande de deux-poutre. Avec cette plate-forme améliorée d'imprimante, l'équipe de Martin étudie comment les lasers multiples fonctionnent ensemble pour établir une pièce et ce qui peut se produire lors du fonctionnement pour causer des défauts.

« Nous avons identifié les expériences qui peuvent fondamentalement caractériser comment les deux lasers agissent l'un sur l'autre indirectement les uns avec les autres par de divers phénomènes physiques tels que la plume de vapeur et la génération de plasma sur la surface (de la construction), » Martin ont dit. « Nous regardons vraiment les limitations fondamentales du processus à faisceaux multiples, augmentant les capacités du logiciel et sur l'optimisation du processus. »

L'équipe de Martin a avec succès établi des objets avec le système et a commencé à caractériser les pièces. Son équipe travaillera aux techniques diagnostiques telles que la représentation optique ultra-rapide et la poutre profilant pour examiner de nouvelles techniques à faisceaux multiples et les causes des défauts. En tant qu'élément d'un plus grand projet global financé par l'Amérique fait, le projet également exigerait améliorer le logiciel pour incorporer la technologie à faisceaux multiples.

GE a approché le LLNL pour exécuter les expériences basées sur la recherche précédente conduite par le physicien Ibo Matthews de LLNL et son groupe pour comprendre la physique derrière le processus d'impression du laser 3D. Dans la théorie, Matthews a dit, les imprimantes 3D à faisceaux multiples devraient réduire l'heure d'établir un objet proportionnellement au nombre de lasers — c.-à-d., deux lasers ont pu couper le temps de construction dans la moitié. Jusqu'à présent, cependant, ces graduation idéalisée et algorithmes optimaux de balayage n'ont pas été réalisés, Matthews a dit.

« La manière que les systèmes commerciaux à faisceaux multiples sont venus était environ semblable à la façon dont la technologie entière est survenue, de celle là n'était pas beaucoup de prévoyance en optimisant le système — c'était vraiment juste claque sur le laser et disparaît, » Matthews a dit. « Il y a des questions fondamentales que personne n'a vraiment une réponse à. Le plus important est que l'origine des défauts dans ces systèmes n'est pas bien caractérisée. Ainsi, nous allons certainement après celui et les questions plus grandes concernant la manière idéale est d'actionner les systèmes à faisceaux multiples. »

« Le genre de mesures que (Martin) et son équipe font vont clarifier l'interaction de deux lasers avec une surface métallique pendant qu'ils balayent autour, » il a ajouté. « Elle juste n'est pas étudiée encore aux profondeurs que nous prévoyons d'entrer dans. »