劳伦斯·利弗莫尔国家实验室丨激光超声波检测金属3D打印中产生的缺陷特征‎

激光粉末床熔合（Laser powder bed fusion，LPBF）技术是一种增材制造技术，近年来在制造业中颇具潜力，并且在生物医学和航空航天等领域的应用很有吸引力。这种技术类似于聚合物3D打印，使用激光一层一层地熔化金属或合金粉末。通过重复这种分层操作，扫描相同或不同的图案，直到形成所需的结构。

激光超声波检测LPBF金属3D打印中产生的缺陷

近日，美国Lawrence Livermore国家实验室（LLNL）研究人员提出了一种利用表面声波(SAW)的诊断方法，该方法由基于激光的超声产生，可以揭示激光粉末床熔合金属3D打印中的微小表面和亚表面缺陷。

研究团队称，他们开发的系统可以有效、准确地评估激光在激光粉末床熔合3D打印过程中液化金属粉末的轨迹。通过散射来自熔体线、空洞和表面特征的声波能量，可以实现实时检测、更快地获取和处理数据。研究小组使用光学显微镜和X射线计算机断层扫描(CT)验证了这一发现。

                     

根据研究人员的说法，由于它们的表面和近表面灵敏度，SAW非常适合于在激光粉末床熔合3D打印中表征熔体线。为了测试这种潜力，LLNL团队进行了实验，让光纤激光器直接进入真空室并产生激光熔化线，并使用100瓦、150瓦和350瓦的功率激光器生产钛合金样品然后进行分析。之后，他们开发了一种产生和探测表面声波的方法，使用脉冲激光产生超声波，并用光折变激光干涉仪测量位移。

这项工作由实验室指导研究与发展(LDRD)项目资助，相关论文发表在《Scientific Reports》上。

来源: Laser-based ultrasound interrogation of surface and sub-surfacefeatures in advanced manufacturing materials, Scientific Reports (2022). 

DOI: 10.1038/s41598-022-07261-w        

来源：增材制造硕博联盟