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FreeMelt电子束金属3D打印机将用于DESY粒子加速器研究

3D打印 电子束 粒子加速器 大型强子对撞机
发布:2021-03-17 10:57:25    

瑞典的FreeMelt是开创性的开放式电子束粉末床融合(E-PBF)机器。该公司制造开放式体系结构系统,其中每个可想像的参数都可供用户更改。这些类型的系统非常适合科研机构,表征新材料并在材料科学或电子束3D打印本身中进行最前沿的工作。FreeMelt使用户可以访问机器的全部内容,并可以在其软件中探索许多配置选项。他们的FreeMelt One系统配有6千瓦电子束枪,床温高达1200C。它带有用于轻松将仪器添加到打印机的端口。The One还具有开放式体系结构软件,以及一个用于知识共享的社区。

总而言之,FreeMelt对于研究实验室或国家实验室是一个很棒的开源系统。斯德哥尔摩的KTH皇家技术学院也这么认为,刚刚订购了两套FreeMelt One系统,一套用于KTH本身用于材料开发,另一套用于DESY粒子加速器。


 

KTH材料科学与工程学院的助理教授Greta Lindwall已从Röntgen-Ångström群集获得DESY的资助。Röntgen-Ångström星团是瑞典和德国的一项联合研究计划,旨在研究同步加速器和中子辐射源。该研究计划为汉堡Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY的光子源PETRA III和FLASH提供了支持。同步加速器是一种粒子加速器,粒子在其中以环形运动。最大的同步加速器是大型强子对撞机。

该项目的目标是“构建一个样本环境,以便在暴露于3D打印技术选择的电子束熔化的典型条件的情况下,对合金的行为进行时间分辨的研究。” 由于Lindwall在高温合金和其他高温材料方面进行了大量前沿工作,因此我们可以假定它将被用来加速她在该领域的工作。她说,

“由于AM是一种新的复杂的制造技术,因此在处理过程中,对于材料的行为,我们仍然有很多不清楚的地方。随着各层的熔化,再熔化以及循环加热和冷却,所制造的零件将获得复杂的热历史。仅通过使用标准实验室表征技术观察成品零件的微观结构,就很难理解过程的条件及其对材料的影响。

因此,我们希望通过实时跟踪合金结构来研究增材制造过程中合金的演变过程。如果开发了微型AM机器,则可以做到这一点,以便在使用同步加速器源产生的高能X射线跟踪材料行为的同时,模仿AM条件。”

这是非常令人兴奋的,特别是因为尽管曼彻斯特大学的激光系统和其他系统已经用于类似的项目,但电子束3D打印之前还没有完成这种工作。如果有人试图制作像VELO3D令人印象深刻的激光技术这样的电子束系统,这将是一个不错的开始。

3D打印几乎是一个黑匣子,例如,关于气流或熔池中实际发生的情况的信息很少。任何有助于提高对3D打印作为过程的基本理解的研究都将加速我们的所有工作。传统上,电子束一直远远落后于激光PBF,因为更多的公司和政府正在推动激光系统和这些机器的研究经费。但是,通过在航空,航天和骨科领域使用该技术,电子束复兴了。这导致了更多的电子束研究,以探索新材料,新应用以及诸如梯度零件之类的发展。

对我而言,FreeMelt的进步对行业非常重要。拥有开放源代码平台可以极大地加速研究。使用FreeMelt系统进行协作的更多人也可以帮助同时加速越来越多的科学家工作。我还认为,这些非常开放的入门级金属打印机的市场值得关注。

FreeMelt的系统不仅可以用于您的研究实验室,还可以用于您公司参与3D打印的第一步。我非常感谢这些系统的开放式体系结构和开放源代码性质,将其作为特定制造设备的垫脚石。如果我们看一下Dunlee在开发专门用于CT防散射网格的3D打印钨方面所做的工作,那么还有很多类似的机会,可以通过将专门用于这种零件的新材料商业化来制造超高价值的零件。同样,我们还可以看到,对于某些非常特殊的零件,将一种特定的合金商品化以生产这些零件可能是有意义的。考虑用于特定涡轮机械的最佳合金特定火箭发动机喷嘴的零件或最佳设计。或者,如果您需要制作具有特定形状的特定组件,然后使用FreeMelt One并为该项目定制打印机,该怎么办?或者,如果您建立一条以“ One”为核心的非常具体的生产线,该怎么办?我喜欢所有这些想法,并认为它们为FreeMelt指出了更广阔的未来。

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