孔隙演化秘密揭晓：新研究释放增材制造潜力

伦敦玛丽女王大学、伦敦大学学院 (UCL)、劳斯莱斯和一组国际研究人员之间的合作揭开了定向能量沉积 (DED) 增材制造中孔隙演化的秘密。他们的研究结果发表在《自然通讯》上，为跨行业更安全、更高效地生产高价值部件铺平了道路。

DED 是一种革命性的技术，可以逐层构建复杂的结构，非常适合为航空航天、汽车、海洋甚至生物医学领域的产品创建复杂的几何形状。它还具有修复安全关键部件(例如损坏的喷气涡轮叶片)的巨大潜力。然而，DED 过程中不可预测的孔隙形成阻碍了其广泛采用。这些微小的气泡会削弱部件的性能，危及其性能并引发安全问题。

“到目前为止，”玛丽女王工程与材料科学学院材料与固体力学高级讲师 Chinnapat Panwisawas 博士解释道，“ DED 中孔隙形成和演化背后的确切机制仍然是个谜。我们的研究揭示了这一关键的问题。”方面，揭示了影响其行为的五个不同过程：气泡迁移和聚结、表面张力效应以及凝固前沿的捕获。”

使用 Photron 相机进行同步加速器 X 射线照相时，RR1000 镍基高温合金的 DED 过程中的孔演化。带气泡跟踪。相机帧速率为 20 kHz，像素大小为 4 µm。激光功率为 160 W，移动速度为 2 mm s -1，第 3 层。图片来源：Kai Zhu 等人。等人/自然通讯v