在激光粉末床融合中的流體(ti) 和粒子動力學中，研究人員通過檢查激光床和粉床相互作用，創建了單線和島掃描期間去除粉末區域的圖像。

研究讓科學家們(men) 對PBF過程有了進一步的了解，很明顯它比以前認識到的更具動態性，並且包括功率和附聚物之間的大量運動（由激光誘導的金屬蒸汽和熔池上方的等離子體(ti) 驅動）。在粉末床內(nei) 和上方。以前，圖像是通過雷尼紹AM250 3D打印機記錄的，但激光和粉末顆粒無法分辨。然而，其他圖像序列用於(yu) 發現粉末區域過熱，然後是缺陷。

開放式架構PBF係統的示意圖，其中包括對高速成像和紋影成像的修改。科學家們(men) 使用開放式結構PBF係統進行現場測量，提供完全密集組件的自動構建。電腦提供了構建板在層之間的垂直移動、矽繩粉末塗布機的運動、激光照射和掃描和靈活性可用於(yu) 激光功率和速度。

該係統提供高分辨率成像以及在粉末床中和使用多層構建期間熔化單個(ge) 軌道的能力。

研究人員說：“對有機玻璃屏蔽室的頂麵和端麵進行了微小的修改，以便將觀察窗納入其中。對於(yu) 粉末床的頂視圖，添加了由紅外吸收KG玻璃製成的直徑50毫米的窗戶。”

使用激光功率掃描單個(ge) 軌道（從(cong) 左到右掃描方向）時的側(ce) 視圖和俯視圖的高速圖像，掃描速度為(wei) （a）和（b）50 W和0．1 m ／ s；（c）和（d）100W和0．5m ／ s以及（e）和（f）200W和1m ／ s。插圖是熔池形狀的示意圖，其決(jue) 定了激光羽流方向。所有數字的視頻都包含在補充材料中。

該團隊將攝像機插入傾(qing) 斜台，改變了粉床區域，這意味著可以掃描和成像幾個(ge) 區域。然後他們(men) 在PBF熱效應期間模仿氣體(ti) 和等離子體(ti) 動力學前進。對於(yu) 熱力學，使用能量平衡來解釋從(cong) 導電到對流輻射的所有類型的熱傳(chuan) 遞。

溫度升高會(hui) 在掃描島形成等離子體(ti) 密度和粉末團聚體(ti) 。凝聚物也會(hui) 受到激光羽流引起的流動的影響，它們(men) 可以被拉回到熔化的軌道中，可能會(hui) 增加產(chan) 生孔隙的可能性，或者噴射到大氣中，如果它們(men) 與(yu) 激光充分相互作用則產(chan) 生大的熔化珠子梁，熱氣體(ti) 或兩(liang) 者的結合。

（上）計算50，100和200 W激光功率的溫度場。（底部）快速激光羽流的計算速度表麵圖，箭頭表示它引起的較慢的大氣氣流。

激光羽流首次從(cong) 熔池中向前運動，其他研究已經對這種情況進行了評論，因為(wei) 液滴脫離。該團隊還認為(wei) ，前進動議是針對PBF的。

綜合結果表明，惰性氣體(ti) 和激光羽流是造成熱量，質量和動量傳(chuan) 遞的組成部分。科學家們(men) 總結道：“它們(men) 在數值模型中對該過程的優(you) 化至關(guan) 重要，它們(men) 可以識別導致減少剝蝕的參數集，對交叉流動下觀察羽流和顆粒均勻提取至關(guan) 重要，其具有足夠的動量以防止床被噴射的顆粒汙染。在工藝規劃過程中考慮水動力現象可以提高整體(ti) 建造質量，並限製噴射的蒸汽和顆粒的不利影響。”