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El LLNL crea la impresora de haces múltiples del metal 3D para entender interacciones del laser-material

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Los científicos y los ingenieros de Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) están trabajando junto a GE Global Research para crear un investigación-grado, impresora de haces múltiples del metal 3D de la abierto-arquitectura y están desarrollando diagnósticos avanzados para entender a los mecánicos detrás del proceso de haces múltiples bajo proyecto financiado por el laboratorio de investigación de la fuerza aérea.

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El proyecto de dieciocho meses comenzó a principios de 2018. Un equipo llevado por el científico Aiden Martin de los materiales del LLNL creó la máquina de haces múltiples de la investigación substituyendo la cabeza de exploración en un sistema existente del solo-haz Fraunhofer-Aconity3D por una unidad a la medida del dos-haz. Con esta plataforma actualizada de la impresora, el equipo de Martin está investigando cómo los lasers múltiples funcionan juntos para construir una pieza y qué puede ocurrir durante la operación para causar defectos.

“Hemos identificado los experimentos que pueden caracterizar fundamental cómo los dos lasers obran recíprocamente indirectamente con uno a con diversos fenómenos físicos tales como penacho del vapor y generación del plasma en la superficie (de la estructura),” a Martin dijeron. “Estamos mirando realmente las limitaciones fundamentales del proceso de haces múltiples, ampliando las capacidades del software y en la optimización del proceso.”

El equipo de Martin ha construido con éxito objetos con el sistema y ha comenzado a caracterizar las piezas. Su equipo trabajará en técnicas de diagnóstico tales como proyección de imagen de alta velocidad y haz ópticos que perfilan para examinar nuevas técnicas de haces múltiples y las causas de defectos. Como parte de un proyecto total más grande financiado por la América hace, el proyecto también requeriría actualizar software para incorporar tecnología de haces múltiples.

GE se acercó al LLNL para realizar los experimentos basados en la investigación anterior conducida por el físico Ibo Matthews del LLNL y su grupo para entender la física detrás del proceso de impresión del laser 3D. En teoría, Matthews dijo, las impresoras de haces múltiples 3D deben reducir la época de construir un objeto proporcional al número de lasers — es decir, dos lasers podían cortar el tiempo de generación por la mitad. Hasta la fecha, sin embargo, este escalamiento idealizado y algoritmos óptimos de la exploración no se han observado, Matthews dijo.

“La manera que vinieron los sistemas comerciales de haces múltiples era alrededor similar a cómo ocurrió la tecnología entera, de ésa allí no era mucha previsión en la optimización del sistema — era realmente apenas palmada en el laser y va,” Matthews dijo. “Hay preguntas básicas que nadie tiene realmente una respuesta a. El más importante es que el origen de defectos en estos sistemas no está caracterizado bien. Así pues, vamos definitivamente después de ése y las preguntas más grandes con respecto a la manera ideal son gestionar sistemas de haces múltiples.”

“La clase de medidas que (Martin) y su equipo estén haciendo va a aclarar la interacción de dos lasers con una superficie de metal como exploran alrededor,” él añadió. “Apenas no se estudia todavía en las profundidades que planeamos entrar.”