近日，勞斯萊斯正在利用鉆石光源的同步加速器來改善3D打印過程，該加速器產生的光的強度是太陽光的100億倍。如果勞斯萊斯可以利用研究成果來改善增材制造過程，最終3D打印會變得更快、更便宜、更高質。

日前，勞斯萊斯與一個由歐洲26個來自學術、工業(yè)和調研界協(xié)會組成的一個組織AMAZE合作，利用鉆石光源的同步加速器來改善3D打印過程，該加速器產生的光的強度簡直令人難以置信。

上個月，勞斯萊斯投資4500萬美元在新加坡開設了一個航空3D打印中心，目前這個巨頭又將目光轉向了另一個高科技增材項目：通過使用比太陽光亮100億倍的光來提高其金屬3D打印過程。

勞斯萊斯使用的是一種激光沉積的3D打印技術制造航空發(fā)動機葉片，有些時候這些葉片會因為熱量和壓力受到損壞，勞斯萊斯就需要銑掉受損部位，然后利用增材制造來修復。但是公司希望找到一種可以完全避免損壞的方法，在人力范圍內做到盡可能多地消除發(fā)動機葉片的缺陷。為了做到這一點勞斯萊斯與AMAZE進行合作。

他們主要的殺手锏是位于牛津郡的鉆石光源同步加速器，鉆石光源的首席執(zhí)行官Andrew Harrison將其描述為“一個接近光速的循環(huán)電子加速環(huán)”。

“繞著這個環(huán)轉圈，當前的電子可以在x射線的光譜中發(fā)出一束強烈的光，” Harrison解釋，“利用這種光，我們可以得到一個高能顯微鏡?！?/span>

同步加速器是一個巨大的圓形結構，周長561.6米，是倫敦摩天大樓“碎片大廈”高度的兩倍，由500名員工操作這個機器，它的電子速度是3千兆電子伏，也就是說這個速度可以在一秒內周游世界7.5次。

 但是勞斯萊斯和AMAZE正在使用這些高能顯微鏡來近距離地觀察激光沉積3D打印系統(tǒng)，這個觀察距離確實很近：常規(guī)實驗室的x射線每秒捕捉100幀，但同步加速器可以捕捉10000幀。這種幀率可以讓研究團隊觀察到在激光3D打印的過程中究竟發(fā)生了什么——他們甚至不需要去理解所看到的東西。

“你可以看到熔池的形成過程，并追蹤到缺陷是如何產生的，” Alex Leung表示，他是一名來自曼徹斯特大學的航空航天材料工程師，也是AMAZE的一名研究人員，“我們也可以清楚地看到很多粉末被吹離(噴射)粉末床，有一些可能會變成熔滴，在3D打印部件的表面留下粗糙的痕跡?！?/span>

這樣工程師就可以了解到這些粗糙的表面是怎么形成的，最終該怎么消除，他們認為零部件表面粗糙會影響到渦輪葉片的性能，而飛濺液滴也浪費寶貴的金屬粉末，最終造成3 d打印成本的提高。

“你想要做出來的東西擁有完全光滑的表面，” Leung 表示，“你想要所有的粉末都不被浪費，光看簡單的一層不能說明問題，我們在做的是在這個層上添加更多的粉末，然后重復這個過程，就像在實際打印過程中那樣?！?/span>

使用同步加速器，團隊每年可以在3D打印過程中收集大約500 tb的數(shù)據(jù)，他們想利用這些數(shù)據(jù)來進一步挖掘改善3D打印的潛力，但就目前來看，工程師認為還只做了小小的一點事情。

如果勞斯萊斯可以利用研究成果來改善增材制造過程，最終3D打印會變得更快、更便宜、更高質，發(fā)動機的性能也將提高，CO2的排放也將減少，起飛和著陸也將更安靜。

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