比日光亮一百亿倍劳斯莱斯用强光改善金属3D打印
- 来源：3D打印世界
- 编辑：齐之越
- 2017/10/10 8:51:22
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【中国智能制造网 技术前沿】近日，劳斯莱斯正在利用钻石光源的同步加速器来改善3D打印过程，该加速器产生的光的强度是太阳光的100亿倍。如果劳斯莱斯可以利用研究成果来改善增材制造过程，终3D打印会变得更快、更便宜、更高质。
日前，劳斯莱斯与一个由欧洲26个来自学术、工业和调研界协会组成的一个组织AMAZE合作，利用钻石光源的同步加速器来改善3D打印过程，该加速器产生的光的强度简直令人难以置信。
上个月，劳斯莱斯投资4500万美元在新加坡开设了一个航空3D打印中心，目前这个巨头又将目光转向了另一个高科技增材项目：通过使用比太阳光亮100亿倍的光来提高其金属3D打印过程。
劳斯莱斯使用的是一种激光沉积的3D打印技术制造航空发动机叶片，有些时候这些叶片会因为热量和压力受到损坏，劳斯莱斯就需要铣掉受损部位，然后利用增材制造来修复。但是公司希望找到一种可以完全避免损坏的方法，在人力范围内做到尽可能多地消除发动机叶片的缺陷。为了做到这一点劳斯莱斯与AMAZE进行合作。
他们主要的杀手锏是位于牛津郡的钻石光源同步加速器，钻石光源的执行官Andrew Harrison将其描述为“一个接近光速的循环电子加速环”。
“绕着这个环转圈，当前的电子可以在x射线的光谱中发出一束强烈的光，” Harrison解释，“利用这种光，我们可以得到一个高能显微镜。”
同步加速器是一个巨大的圆形结构，周长561.6米，是伦敦摩天大楼“碎片大厦”高度的两倍，由500名员工操作这个机器，它的电子速度是3千兆电子伏，也就是说这个速度可以在一秒内周游世界7.5次。
但是劳斯莱斯和AMAZE正在使用这些高能显微镜来近距离地观察激光沉积3D打印系统，这个观察距离确实很近：常规实验室的x射线每秒捕捉100帧，但同步加速器可以捕捉10000帧。这种帧率可以让研究团队观察到在激光3D打印的过程中究竟发生了什么——他们甚至不需要去理解所看到的东西。
“你可以看到熔池的形成过程，并追踪到缺陷是如何产生的，” Alex Leung表示，他是一名来自曼彻斯特大学的航空航天材料工程师，也是AMAZE的一名研究人员，“我们也可以清楚地看到很多粉末被吹离(喷射)粉末床，有一些可能会变成熔滴，在3D打印部件的表面留下粗糙的痕迹。”
这样工程师就可以了解到这些粗糙的表面是怎么形成的，终该怎么消除，他们认为零部件表面粗糙会影响到涡轮叶片的性能，而飞溅液滴也浪费宝贵的金属粉末，终造成3 d打印成本的提高。
“你想要做出来的东西拥有完全光滑的表面，” Leung 表示，“你想要所有的粉末都不被浪费，光看简单的一层不能说明问题，我们在做的是在这个层上添加更多的粉末，然后重复这个过程，就像在实际打印过程中那样。”
使用同步加速器，团队每年可以在3D打印过程中收集大约500 tb的数据，他们想利用这些数据来进一步挖掘改善3D打印的潜力，但就目前来看，工程师认为还只做了小小的一点事情。
如果劳斯莱斯可以利用研究成果来改善增材制造过程，终3D打印会变得更快、更便宜、更高质，发动机的性能也将提高，CO2的排放也将减少，起飞和着陆也将更安静。
(原标题：劳斯莱斯利用比太阳光亮100亿倍的光来改善金属3D打印航空发动机叶片)
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