金属3D打印存在的毛孔是不是致命缺陷

寂静天花板

几天前，3D打印领域掀起了一波有关“卡内基·梅隆大学（CMU）最近进行的一项研究表明，当前的3D打印钛金属部件有可能存在着“致命缺陷”的讨论风潮。

即便是铸造工艺，存在毛孔也实属正常。更何况，对于如何减少甚至消除粉末床金属3D打印技术所带来的毛孔的问题是科学家们一直努力的方向，包括调整加工参数，包括过程中工艺监测和质量控制等等。

近日，卡内基·梅隆大学官方发布声明3DPI和3Dprint报道歪曲了校方的研究。在两家媒体作者都没有与卡内基·梅隆大学的Anthony Rollett教授沟通的情况下，两家媒体仅仅凭借学校发布的文章，在此基础上自我解读成Fatally flawed – 致命的缺陷。然而， 卡内基·梅隆大学所从事的研究并非是发现行业内人人皆知的肉眼很难察觉到的毛孔问题，而是希望通过调整加工工艺来减少和避免毛孔的发生。了融化粉末，必须有充足的激光能量被转移到材料中，以熔化中心区的粉末，从而创建完全致密的部分，但同时热量的传导超出了激光光斑周长，影响到周围的粉末。所以最小的制造尺寸一般比激光斑要大，超出激光点的烧结量取决于粉末的热导率和激光的能量。

卡内基·梅隆大学材料科学与工程系教授Tony Rollett通过巨大的同步X射线辐射机，足以看到百万分之一米的金属内部细节。X射线扫描金属3D打印的数据被送回匹兹堡来分析金属打印结果与打印参数之间的关系。

科学家们能够通过同步加速器来研究各种各样的材料的内部结构，包括聚合物、生物医学活检和合金。该小组检查了3D打印的金属，金属内部的毛孔是肉眼难以察觉的，甚至小到难以检测到。而Tony Rollett教授的职业生涯就专注于通过研究材料的微观结构来研究材料的性能如抗疲劳强度等。而金属3D打印的目标是融入到世界的主流制造应用过程中，如航空航天部件，生物医学植入物，和高性能的汽车。研究如何控制金属内部的结构与金属的3D打印的质量息息相关。

卡内基·梅隆大学最近的研究表明表明大多数3D打印钛孔隙率可以通过调整机器的工艺参数来消除。更少的毛孔意味着更强大、更可靠的终端部件。