Bessel-palkkien käyttö metallin 3D-tulostustekniikan parantamiseen

Ratkaistakseen metallin 3D-tulostuksen huokosten ja vikojen ongelmat yhdysvaltalaisen Lawrence Livermore National Laboratoryn (LLNL) tutkijat kokeilivat eksoottista optiikkaa nimeltä Bessel-palkit. Palkin muoto. He havaitsivat, että tämä säde on itsekorjaava ja ei-diffraktiivinen, ja vähentää huokosten muodostumista ja" avaimenreikä", kun taas Gaussin säteiden käyttö pahentaa huokosinduktioilmiötä. Aiheeseen liittyvät havainnot julkaistiin lehdessä"Science Advances".

Laserpohjainen 3D-tulostustekniikka laajentaa suunnittelun monimutkaisuutta huomattavasti, mutta perinteinen metallitulostukseen käytetty lasersäde voi aiheuttaa tuotteissa vikoja ja huonon mekaanisen suorituskyvyn. Tämän ongelman ratkaisemiseksi LLNL-tutkijat ovat tutkineet yleisesti käytetyn Gaussin säteen korvaamista muilla säteillä suuritehoisessa lasertulostuksessa. Tutkijat sanoivat, että Besselin palkkien käyttö voi sijoittaa energiaa kauas keskustasta, mikä voi aktiivisesti suunnitella lämpökäyriä ja vähentää lämpögradientteja mikrorakenteiden muodostumisen optimoimiseksi, jolloin saadaan hienompia laitteita ja sileämpiä pintoja. Besselin säde laajentaa huomattavasti laserskannauksen parametriavaruutta ja toteuttaa ihanteellisen sulan altaan muodon: ei liian matala tai liimautuva. Bessel-säteet voivat tarjota suuremman tarkennuksen syvyyden diffraktio-ominaisuuksiensa ansiosta.