Bessel-stralen gebruiken om de 3D-printtechnologie van metaal te verbeteren

Om de problemen van poriën en defecten bij 3D-printen van metaal op te lossen, experimenteerden onderzoekers van het Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in de Verenigde Staten met exotische optica, Bessel-bundels genaamd. Straalvorm. Ze ontdekten dat deze bundel zelfcorrigerend en niet-diffractief is, en het optreden van porievorming en" keyholing" vermindert, terwijl het gebruik van Gauss-bundels het fenomeen van porie-inductie verergert. Gerelateerde bevindingen werden gepubliceerd in het tijdschrift"Science Advances".

Op laser gebaseerde 3D-printtechnologie vergroot de complexiteit van het ontwerp aanzienlijk, maar de traditionele laserstraal die wordt gebruikt voor metaalprinten kan productdefecten en slechte mechanische prestaties veroorzaken. Om dit probleem op te lossen, hebben LLNL-onderzoekers onderzocht om de veelgebruikte Gauss-straal te vervangen door andere stralen bij laserprinten met hoog vermogen. De onderzoekers zeiden dat het gebruik van Bessel-stralen energie ver van het centrum kan plaatsen, wat actief thermische curven kan ontwerpen en thermische gradiënten kan verminderen om de vorming van microstructuren te optimaliseren, waardoor fijnere apparaten en gladdere oppervlakken worden verkregen. De Bessel-straal vergroot de parameterruimte van laserscannen aanzienlijk en realiseert de ideale vorm van het gesmolten zwembad: niet te ondiep en niet te hecht. Bessel-bundels kunnen een grotere scherptediepte bieden vanwege hun niet-diffractie-eigenschappen.