Bruke Bessel-bjelker for å forbedre metall 3D-utskriftsteknologi

For å løse problemene med porer og defekter i 3D-utskrift av metall, eksperimenterte forskere ved Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) i USA med eksotisk optikk kalt Bessel-bjelker. Stråleform. De fant at denne strålen er selvkorrigerende og ikke-diffraktiv, og reduserer forekomsten av poredannelse og"nøkkelhull", mens bruken av gaussiske stråler forverrer fenomenet poreinduksjon. Beslektede funn ble publisert i tidsskriftet"Science Advances".

Laserbasert 3D-utskriftsteknologi utvider kompleksiteten til designet kraftig, men den tradisjonelle laserstrålen som brukes til metallutskrift kan forårsake produktfeil og dårlig mekanisk ytelse. For å løse dette problemet har LLNL-forskere utforsket å erstatte den ofte brukte gaussiske strålen med andre stråler i høyeffekts laserutskrift. Forskerne sa at bruken av Bessel-bjelker kan plassere energi langt fra sentrum, som aktivt kan designe termiske kurver og redusere termiske gradienter for å optimere dannelsen av mikrostrukturer, og dermed oppnå finere enheter og jevnere overflater. Bessel-strålen utvider parameterrommet for laserskanning betydelig og realiserer den ideelle formen for smeltet basseng: verken for grunt eller liming. Bessel-stråler kan gi større fokusdybde på grunn av deres ikke-diffraksjonsegenskaper.