西安實(shí)驗臺-美國開(kāi)發(fā)3D打印測試平臺

西安實(shí)驗臺-美國開(kāi)發(fā)3D打印測試平臺

近期，美國國家標準技術(shù)研究院(NIST)工程實(shí)驗室和物理計量實(shí)驗室聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一個(gè)增材制造計量測試平臺，即一個(gè)定制化的3D打印機。該測量器有眾多功能，其系統包括收集熔池反射光信息的半球形狀反射計、可測量所有可見(jiàn)光譜和10微米波長(cháng)紅外光譜的光譜儀。

金屬部件的3D打印是個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，2015年3D打印產(chǎn)品和服務(wù)市場(chǎng)價(jià)值超過(guò)23億美元，比2010年增長(cháng)了近5倍。3D打印金屬部件，即在超過(guò)數分鐘或數小時(shí)內依次、逐層，有時(shí)是成千上萬(wàn)層疊加在一起來(lái)制造一個(gè)單獨的部件，被稱(chēng)之為增材制造。增材制造用戶(hù)的需求之一就是更好地控制3D打印的過(guò)程。這要求掌握一些基本的難點(diǎn)，包括每一層中融化金屬的溫度；如何降低可能導致開(kāi)裂和翹曲的壓力；需要何種傳感器以更好地了解打印機內部發(fā)生的情況。

針對上述問(wèn)題，美國國家標準技術(shù)研究院(NIST)工程實(shí)驗室和物理計量實(shí)驗室聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一個(gè)增材制造計量測試平臺，即一個(gè)定制化的3D打印機，以便更好地了解增材制造過(guò)程。他們的目標是深入研究制造流程，并生產(chǎn)用戶(hù)用于實(shí)時(shí)監控制造流程的工具。該測試平臺系統與小型汽車(chē)大小相仿，運行方式也與商業(yè)增材制造系統相似，目前可以打印三種不同的金屬：不銹鋼、鈷鉻和鎳合金。該測試平臺完全向研究者開(kāi)放。

由于增材制造過(guò)程的難題往往都出在金屬融化上，NIST需要找到一種方式來(lái)測量所謂“熔池”溫度的方法，該熔池即為激光加熱粉末時(shí)產(chǎn)生的金屬液體池。為此，NIST設定亮度測量，最終將對熔池波動(dòng)的相對觀(guān)察變?yōu)闇y量值，即使用亮度和其它屬性來(lái)測量熔池的實(shí)際溫度。目前，NIST利用定制的消色差透鏡相機來(lái)測量熔池的亮度。在未來(lái)一年半時(shí)間內，NIST將進(jìn)一步制造溶液、粉末和固體溫度和反射測量器。

編輯點(diǎn)評

3D打印測試平臺作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，近幾年發(fā)展迅速，市場(chǎng)需求量日益增長(cháng)。美國科學(xué)家研究的這款3D打印測試平臺，可以更好地了解增材制造過(guò)程，深入研究制造流程并實(shí)現實(shí)時(shí)監控，有助于日后對3D打印技術(shù)的進(jìn)一步研究，促進(jìn)3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

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