Brug af Bessel-bjælker til at forbedre metal 3D-printteknologi

For at løse problemerne med porer og defekter i metal 3D-print, eksperimenterede forskere ved Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) i USA med eksotisk optik kaldet Bessel-stråler. Bjælkeform. De fandt ud af, at denne stråle er selvkorrigerende og ikke-diffraktiv og reducerer forekomsten af ​​poredannelse og"nøglehuller", mens brugen af ​​Gaussiske stråler forværrer fænomenet poreinduktion. Relaterede resultater blev offentliggjort i tidsskriftet"Science Advances".

Laserbaseret 3D-printteknologi udvider designets kompleksitet markant, men den traditionelle laserstråle, der bruges til metalprint, kan forårsage produktfejl og dårlig mekanisk ydeevne. For at løse dette problem har LLNL-forskere undersøgt at erstatte den almindeligt anvendte Gauss-stråle med andre stråler i høj-effekt laserprint. Forskerne sagde, at brugen af ​​Bessel-bjælker kan placere energi langt fra centrum, som aktivt kan designe termiske kurver og reducere termiske gradienter for at optimere dannelsen af ​​mikrostrukturer og derved opnå finere enheder og glattere overflader. Bessel-strålen udvider i høj grad parameterrummet for laserscanning og realiserer den ideelle smeltede pool-form: hverken for lavt eller limning. Bessel-stråler kan give større fokusdybde på grund af deres ikke-diffraktionskarakteristika.