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該研究旨在加強美國制造業的發展。
雖然3D金屬打印是一項高度精確的技術，但它并不完美。即使是溫度、材料特性或打印機設置的最微小變化，也可能在印刷過程中形成所謂的“鑰匙孔”。這些是肉眼幾乎看不見的微小腔體，但能顯著削弱零件的結構完整性。正如NIST機械工程師David Deisenroth所解釋的：“實時監控打印進展將非常有幫助。零件是不是太熱了？有缺陷嗎？我們希望能夠調整打印機來解決這些問題，因為這將帶來更堅固、更穩定的零件。”
由于鑰匙孔在毫秒內形成，傳統的錯誤檢測方法速度過慢。因此，NIST團隊采用了一種不同尋常的方法，利用上述光反射。通過觀察激光在金屬表面打印產生的焦散，研究人員能夠檢測到表面的微小變化。這使他們能夠識別鑰匙孔何時何地形成，甚至能判斷其深度。
鑰匙孔的形成（圖片來源：Natan Nudelis 和 Peter Mayr，知識共享 4.0 許可）
為了讓這些光線反射可見，團隊使用了一個特殊涂層的半球體，功能類似鏡子。原理類似于橋梁反射水面的輕柔波浪。挑戰在于找到一種涂層，能反射激光光一次，既不多也不少。反射過多會扭曲圖像，反射過少則無法提供有用信息。最終，解決辦法的是一個簡單的半球體，最初只是作為裝飾品。利用它，團隊能夠精準捕捉激光的光線模式。
該技術尚未準備好廣泛工業應用。研究人員的下一步目標是將一臺極高速攝像頭集成到系統中，能夠捕捉高達825,000幀每秒，以更準確地分析激光反射。但即便如此，研究表明苛散劑作為3D金屬打印的控制機制，提供了有前景的途徑。更多信息請點擊這里。
圖片來源：NIST
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