橡树岭国家实验室 ORNL的比安卡·哈伯尔和艾米·埃利奥特持有3D打印准直器——这项发明已经获得领先的活页夹喷射3D打印机公司ExOne的许可
学分:吉纳维夫·马丁/橡树岭国家实验室，美国部
能量的 美国能源部橡树岭国家实验室已经将一种用于科学研究的中子仪器中的三维打印组件的新方法授权给了领先的粘合剂喷射三维打印技术制造商——外显子公司
作为与ORNL的长期合作者，外显子将利用实验室在添加剂制造、材料和中子科学方面的世界级专业知识，进一步开发正在申请专利的三维打印准直器技术，该技术使用轻质的金属注入复合材料，是中子散射仪器的理想选择
外显子公司打算扩大中子友好型准直器的生产规模，这是该公司第一次有机会为中子束线应用提供高质量、低成本的组件
类似于照相机中的光圈，准直器有助于精确定义中子束，这种功能可以提供样品原子和分子结构和动力学的高保真测量
“我们在准直器方面的工作主要集中在用于x光机、计算机断层扫描、扫描和磁共振成像机或磁共振成像的渗铜钨上，”外显子技术研究员丹·布鲁纳米尔说
“我们从ORNL获得许可的技术将允许我们为中子散射制造准直器，这需要专门的混合材料和后处理
" ORNL的方法不使用钨和铜，而是采用一种独特的方式——用粘合剂喷射印刷一种叫做碳化硼或B4C的轻质陶瓷，然后注入铝
由此产生的材料被称为B4C-铝金属基复合材料
原型准直器是在美国能源部位于ORNL的制造示范工厂使用外显子粘合剂喷射机形成的
在粘合剂喷射印刷期间，粉末形式的碳化硼与液体粘合剂混合，并分层到准直仪的复杂原型设计中
ORNL团队随后用氰基丙烯酸酯(一种工业粘合剂)或铝填充零件
与氰基丙烯酸酯相比，铝版本增加了结构和强度，同时减少了碳氢化合物的存在，碳氢化合物会干扰中子的流动
原型在ORNL散裂中子源和高通量同位素反应堆的中子散射仪器上进行了测试，这两个反应堆都是位于ORNL的能源部用户设施
测试部分表现良好，能够将中子引导到一个狭窄的轨道，同时吸收不规则的中子，产生更清晰、更精确的科学数据
由ORNL的杰米·莫莱森设计的小型3D打印中子准直器降低了成本和制造时间，并能实现新型实验
学分:吉纳维夫·马丁/美国橡树岭国家实验室
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能量的 “通过传统的制造方法加工准直器是很有挑战性的，而且成本很高，”ORNL的大卫·安德森说，他是共同发明人和中子散射仪器工程师
“但是需要它们来减少中子散射仪器的背景中子辐射
大多数中子散射仪器，包括在美国国家科学院和HFIR的那些，都有它们
" 安德森领导着一个由发明家组成的团队，其中包括ORNL的艾米·埃利奥特和ORNL中子散射科学家比安卡·哈伯，前者擅长粘合剂喷射印刷，后者是在极端压力环境下利用中子研究材料的专家
外显子希望提供价格合理的准直器选项，用于全球数百条中子束线
此外，随着低成本准直器的迅速制造，科学家可以为每个实验使用新的定制准直器
“当他们开始看到实验专用的准直器，以及它们如何有潜力改善测试结果时，我们希望看到这些设备的设计、订购和制造成为常态，而不是例外，”布鲁纳米尔说
外显子预计将继续与ORNL的关系
布鲁纳米尔说:“我们的合作继续证明其对制造业的价值，这些项目的成果就是如此。”
“这有利于外显子，有利于这些准直器的客户，也有利于向美国纳税人返还资金
" ORNL技术的共同发明者包括大卫·安德森、科尔森·克莱姆、艾米·埃利奥特、加勒特·E
格兰罗斯、比安卡·哈贝尔、詹姆斯·奥
小Kiggans
，阿尼巴尔J
拉米雷斯-单面山
西德勒和马修·B
石头
能源部在ORNL的制造示范设施得到了能源效率办公室和可再生能源高级制造办公室的支持
犹他州巴特尔为能源部科学办公室管理ORNL
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oak ridge national laboratory 国立橡树岭实验所
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