美國通用電氣（GE）公司和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）最近獲得美國制造（國家增材制造創(chuàng)新機構）54萬美元項目經(jīng)費，在18個月的項目周期內(nèi)，開發(fā)開源算法，以改進金屬零件的增材制造。
該項目旨在開發(fā)和驗證軟件算法，以使選擇性激光熔融（SLM）工藝可以生產(chǎn)高質(zhì)量的、耐用的金屬零件。選擇性激光熔融（SLM）是一種基于金屬粉末的增材制造工藝，利用高能激光束將金屬粉末顆粒融合在一起，逐層生成3D零件。
目前，對于選擇性激光熔融（SLM）尚沒有通用的方法能綜合減少與該種增材制造工藝方法相關的問題，如：表面粗糙度、殘余應力、孔隙率及微觀裂紋。不經(jīng)過工藝優(yōu)化，這些問題會導致零件不合格。對于航天、能源等行業(yè)，零件的失效會引起主要問題，因此強勁的零件對于這些行業(yè)而言是至關重要的。
為了利用選擇性激光熔融工藝打印3D零件，用戶必須經(jīng)由光固化文件向打印機輸入數(shù)據(jù)，該光固化文件是欲建造零件的數(shù)字化3D表示。理想情況下，將光固化文件發(fā)送給任意的3D打印機，該3D打印機將打印出尺寸和材料性能一致的零件。目前，這種情況尚未實現(xiàn)。一定程度上是因為光固化文件初始轉化期間出現(xiàn)錯誤，需要用戶填補丟失的信息，并規(guī)定所使用的粉末材料的類型。問題更復雜的是，傳統(tǒng)打印機設計沒有考慮到粉末的熱性能，以同樣的方式對待每一層粉末。而在一個理想的系統(tǒng)中，由于逐層建造過程中粉末環(huán)境在發(fā)生變化，因此不同的層需要采用不同的激光掃描速度和功率。
商用選擇性激光熔融設備不允許使用特定的工藝參數(shù)信息和刀具路徑，這限制了研究人員進行可控的驗證性試驗的能力，這種驗證性試驗可支持建模工作和工藝開發(fā)。通用電氣（GE）公司和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的合作將在數(shù)臺研究型設備上進行新協(xié)議驗證，為更為穩(wěn)健的工藝控制和優(yōu)化策略奠定基礎。
如果能夠通過告知設備針對每一層最佳加熱和熔融的正確的激光參數(shù)來處理3D零件，那么將使得整個制造過程更為穩(wěn)健和高效。
借助勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的高性能計算能力及其在激光領域的專長，合作雙方正在開發(fā)與生產(chǎn)金屬零件的所有3D打印機匹配的軟件算法。新軟件將能夠控制掃描激光的參數(shù)、粉末特征及被打印的零件的形狀。
目前有許多選擇性激光熔融（SLM）設備，但是沒有一種通用軟件允許SLM設備生產(chǎn)材料性能一致的標準零件。由于軟件將可供公眾利用，研究人員希望為增材制造行業(yè)帶來更多的突破。研究人員稱只要降低準入門檻，他們能夠幫助美國公司、大學和研究實驗室進一步推進增材制造。
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