News Release 

スパッタを抑制することによって低減される金属3Dプリンティングのランダム欠陥

American Association for the Advancement of Science

レーザー粉末床溶融結合法(3Dプリンティングの1形態であり、金属が媒体として使用される)の際にスパッタを制御すると、ランダム欠陥が減少し、製造品の全体的信頼性が向上する。金属材料の3Dプリンティングが可能な新技術によって、特に、航空宇宙および生物医学という先進的用途の製造に大変革がもたらされようとしている。そのような新技術の1つであるレーザー粉末床溶融結合法(L-PBF)では、複雑な部品を製作するために、高出力レーザーが使用されて、層毎に金属粉末の溶融および結合が行われる。しかしながら、有望視されているにもかかわらず、主として動作信頼度が最適でないため、金属3Dプリンティングの広範な利用は未だに実現していない。3Dプリンティングの際にランダムに発生するランダムな細孔など、種々の欠陥が蓄積するため、適切な規格がL-PBFプリンティングされた部品によってきっちりと満足されないことがしばしばある。これらの課題を解決するためには、レーザー、粉末層およびこれら両者の接点にある溶融プールの間の複雑な動的過程を含め、L-PBFプリンティング工程の基礎となる物理現象についての理解にある重大なギャップに取り組まなければならない。複数物理モデルによる予測およびシンクロトロン放射X線実験を使用して、高速であっという間に消え去るレーザー、粉末および溶融プール間の動的過程を捕捉することによって、Saad KhairallahらはL-PBFプリンティングにおけるばらつきおよび欠陥を低減する最善の方法を調査した。Saad Khairallahらはスパッタによる影響であって、以前は未知であったもの(L-PBFプリンティングにおいてよく見られるが、過小評価されていた可能性がある現象)をいくつか発見しており、これらによって欠陥および変形が形成され得る。今回の結果によると、スパッタ問題はレーザー出力を慎重に制御することによって緩和することができ、これによって欠陥のランダムな形成を最小限に抑えるとともに、再現性のある高品質な3Dプリンティングを確実なものとすることに役立つ。Andrew PolonskyおよびTresa Pollockは関連するPerspectiveにおいて今回の研究成果をさらに考察している。

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