能源部Argonne国家实验室研究金属3D打印以改进军事应用
从3D打印的无人机到潜艇船体，军方一直在积极探索3D打印应用。 但也许3D打印在军事领域最吸引人的应用是那些可以在现场3D打印的应用。 如果服务人员能够在现场3D打印他们需要的东西，就可以减少他们携带重型设备的需求，而只需要他们在需要的时候准确地创建需要的东西。
能源部Argonne国家实验室的研究人员正在努力更好地了解金属3D打印过程 - 特别是激光粉末床融合过程 - 以便在现场使用3D打印技术。 物理学家孙涛及其同事正在利用Argonne的美国能源部科学用户设施办公室Advanced Photon Source的强烈同步加速器X射线来研究这项技术。
Sun说：“激光与金属的相互作用发生得很快。 “我们使用高级光子源的高速X射线仪器，以每秒超过一百万帧的速度捕获该过程。 我们可以逐帧研究所得到的电影，以检查材料的微观结构如何形成。”
Sun的项目联合负责人，材料科学家Aaron Greco补充说：“印刷后，我们检查产品的微观结构和缺陷。 “我们使用各种技术，包括光学和电子显微镜，甚至在先进光子源的断层扫描，来验证模型。 我们的目标是探索新的可能性。 目前工业仅限于某一套金属合金。 但是新的呢？ 如果您了解与如何印刷新合金有关的物理性能，您可以将这些纳入到工艺中，并提高印刷的速度和可靠性。”
格雷科说，3D打印对军事有很多好处，包括航空航天器，喷气发动机和任何类型的车辆轻量化的应用。“这项技术可以在现场使用，快速准确地创建零件，同时也消除了运输成本，”格雷科说。 “我们的工艺使用户能够控制缺陷形成，产出具有高度的可重复性和可认证性。 使用这个实验平台，使我们能够调查新的方法来打印新的和不同的材料。 我们能够预测和控制流程，最大限度地减少缺陷并降低对资质测试的需求。 而且我们发现这个好处可以应用到国防部的任何实体。”
使用钛的研究使得格雷科的团队能够研究不同类型的材料和金属合金，设计新的合金或改善合金的可印刷性和可制造性。 他们还在创造新的高温，高强度合金，从而改善结果。
“我们的进步使用户可以改变印刷参数，以改善他们正在印刷的材料属性，创造具有增强的硬度，强度，甚至耐腐蚀性的零件，”格雷科说。阿贡国家安全项目主管基思·布拉德利（Keith Bradley）认为，国防工业将会对阿贡的工作感兴趣，因为实验室的工作可以帮助美国保持安全，防止敌人利用技术造成伤害。
布拉德利说：“阿贡是专注于防止大规模杀伤性武器扩散的几个实验室之一，其中包括可以从和平用途转用于军事应用的两用技术。 “国防工业不断寻求竞争优势至关重要。 出于这个原因，行业始终在跟踪技术创新，以确定他们是否能够帮助推进自己的使命。 阿贡在材料科学领域拥有广泛的专业知识，可以帮助军方理解如何生产符合规格的产品。”
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