剑桥大学 该部门的添加剂制造机构
信用:彼得克里斯托弗 剑桥的工程师们已经开始了一项为期三年的研究计划,通过使用计算机生成的全息照相术来帮助加速金属三维印刷零件和产品的制造
近年来,制造业见证了三维打印在可持续解决方案和定制产品中的使用的增加,以低成本生产高质量的产品
这导致了极具冒险精神的制造技术的发展,如添加剂制造,它扩大了可加工材料的范围,从塑料到金属和其他更奇特的材料
现在,由于工程和物理科学研究委员会的资助,蒂姆·威尔金森教授和他的团队致力于通过使用计算机生成的全息术来加强金属三维印刷,不仅提高成品零件和产品的质量,而且允许在调幅过程中对金属粉末进行更好的控制
最先进的机器使用一个小激光点来熔化粉末,释放出强烈的热量,然后逐渐添加一层又一层的材料,以构成最终制造的零件或产品
但是由于激光光斑的局部特性,控制这种热能是困难的,这导致在被制造的部件中不可预测的应力和变形
然而,计算机生成的全息图可以帮助控制这种能量的三维分布,而不是二维分布,这是光学衍射(光波绕障碍物弯曲)的结果
然后可以实时监控熔化过程,并重新计算全息图,以控制调幅过程的形状、质量和材料
目前的添加剂制造机器只使用一个激光器
信用:彼得克里斯托弗 研究小组已经开始研究塑料和树脂调幅,以开发控制全息图所需的算法
接下来他们将继续使用金属粉末
彼得·克里斯托夫博士
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超精密工程系的学生说,目标是同时熔化整个金属粉末层,从而提高制造速度,并消除当前方法中遇到的许多与热相关的问题
“三维打印今天变得越来越受欢迎,对业余爱好者和商业项目都是如此,”他说
“例如,在新冠肺炎流感大流行期间,我们看到成千上万的科学家、工程师、研究人员和医疗专业人员在短短几个小时内就完成了呼吸机的三维打印部件,而传统的方法需要数月或数年才能完成
金属三维打印或添加剂制造的流行速度较慢,部分原因是费用高、使用困难和技术挑战
然而现在,它开始在小批量的复杂零件中得到应用
它广泛应用于医疗行业,例如生产定制植入物
由于我们的全息技术,我们可以同时使用多束光束,以更三维的方式建立结构,并且我们可以控制光传播的方向
这让我们能够更好地控制任何缺陷
我们也希望通过这项研究能够生产出新一代的液晶显示器,专门为调幅工艺中的高功率激光照明而设计
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