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NIST开发增材制造计量测试平台(AMMT)可实时监测金属3D打印过程
时间:2021-11-22 01:32点击量:


本文摘要:美国国家标准技术研究院(NIST)正在研发和测试一种自定义型3D打印机——增材生产计量测试平台(AMMT),可对金属3D打印机技术展开优化。通过该打印机,研究人员需要几乎掌控打印机过程,从而展开动态了解的研究。这项研究将有助生产用作金属3D打印机的新型监测和计量工具。 随着3D打印机技术在生产领域的了解前进,生产过程中产生了大量的缺失问题。如金属3D打印机部件在打印机层经常出现一些微小空隙,这将造成形变的累积,减少打印机结构的性能,最后造成翘曲或裂开问题的再次发生。

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美国国家标准技术研究院(NIST)正在研发和测试一种自定义型3D打印机——增材生产计量测试平台(AMMT),可对金属3D打印机技术展开优化。通过该打印机,研究人员需要几乎掌控打印机过程,从而展开动态了解的研究。这项研究将有助生产用作金属3D打印机的新型监测和计量工具。

随着3D打印机技术在生产领域的了解前进,生产过程中产生了大量的缺失问题。如金属3D打印机部件在打印机层经常出现一些微小空隙,这将造成形变的累积,减少打印机结构的性能,最后造成翘曲或裂开问题的再次发生。

为此,NIST工程实验室和物理测量实验室合作研制了AMMT,企图解决问题金属增材生产中日益增长的质量掌控问题。NIST研究人员通过搜集一些有关3D打印机过程的基本信息,还包括熔融金属的温度和如何减少形变,这需要协助研究人员找到适当的传感器,使3D打印机用户详尽理解设备内部再次发生的情况。目前,在增材生产领域,已将传感器和监测系统划入3D打印机,NIST期望研发具备某种程度性能的平台,用作市场需求精确测量熔融金属温度的方法。

AMMT的工作原理与传统金属3D打印机一样,用激光熔融金属粉末,并逐级打印机出有部件的形状。有所不同的是,AMMT打印机过程是几乎对外开放的,可以展开动态改动。

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激光器的速率可掌控在10kHz(每10微秒一次)。这样可使研究人员取得更加严苛的过程处置的信息反馈循环,从而确切的理解再次发生的问题及如何改良。

目前,AMMT需要熔融钛、钴铬合金和镍合金等三种少见类型的金属粉末。3D打印机再次发生的大多数问题是在金属新的凝结前的粉末熔融过程中,因此NIST研究团队要求精确测量出有熔融金属所必须的温度。需要做这一点的最差方法是测量从“熔池”光线出有的光的性质。

光的颜色可随液体金属的热量变化而变化,并且取得关于各种波长的亮度信息有助确认物体在3D打印机时的温度变化。据研究人员讲解,温度传感器可为大多数3D打印机用户获取充足的信息来优化打印机过程,然而,NSIT研究团队的目标是获得意味著的温度测量值,最后取得全面的表面温度图。目前,研究人员正在用于具有类似消色差的透镜照相机对一些较长波长的亮度展开测量,对于较短波长的蓝色红外线的测量,也就是更高温度,则必须有所不同的方法。

为此,在未来的一年半时间内,研究人员将研究一种被称作TEMPS(熔体、粉末和液体的温度和辐射强度)的新型传感器系统。该系统还包括多个光谱仪和一个半球形光线计,研究人员回应,利用TEMPS系统可取得缩放和拓展三倍的波长范围。随着这种计量技术的变革,也可以研发需要对其他类型的金属粉末展开测量的传感器。

最后,NIST的测量技术甚至可以应用于到3D打印机领域之外,因为其技术也限于于仔细观察任何忍受极端高温变化的液体材料,如高超音速飞机的翼尖。NIST的研究指出,使用3D打印机技术不仅可转变制造业,还可以在各个领域增进具备最重要价值的研究。


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