據悉，這項研究利用了DoE科學辦公室最高科技設備之一的先進光子源(APS)。它是一種基於強同步加速器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，然後仔細研究，從而理解材料的微觀結構，並且搞清楚缺陷和孔隙的形成原因。
研究人員觀察並量化了金屬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射線影像創建出了複雜的預測模型，然後用它重新設計3D打印流程，從而避免結構缺陷的產生。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，還希望能發現新的方法，探索新的可能性，以及開發出新可打印金屬材料，從而提高金屬3D打印的可靠性。
另外，研究對打印較複雜產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構的質量和可靠性方麵耗費太多時間了，隻需考慮關鍵因素即可。
目前，研究團隊已經將相關論文發表到了《Scientific Reports》雜誌上，題為“用高速X射線成像與衍射方法實時監控激光粉床熔融過程”。
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