勞斯萊斯利用比太陽光亮100億倍的光來改善金屬3D列印航空發動機葉片

《3D列印世界》訊/日前，勞斯萊斯與一個由歐洲26個來自學術、工業和調研界協會組成的一個組織AMAZE合作，利用鑽石光源的同步加速器來改善3D列印過程，該加速器產生的光的強度簡直令人難以置信。

勞斯萊斯利用增材製造生產飛機發動機葉片

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列印中心，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列印過程。

勞斯萊斯使用的是一種激光沉積的3D列印技術製造航空發動機葉片，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，然後利用增材製造來修復。但是公司希望找到一種可以完全避免損壞的方法，在人力範圍內做到儘可能多地消除發動機葉片的缺陷。為了做到這一點勞斯萊斯與AMAZE進行合作。

勞斯萊斯的增材製造團隊

他們主要的殺手鐧是位於牛津郡的鑽石光源同步加速器，鑽石光源的首席執行官Andrew Harrison將其描述為「一個接近光速的循環電子加速環」。

「繞著這個環轉圈，當前的電子可以在x射線的光譜中發出一束強烈的光，」 Harrison解釋，「利用這種光，我們可以得到一個高能顯微鏡。」

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週遊世界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列印系統，這個觀察距離確實很近：常規實驗室的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列印的過程中究竟發生了什麼——他們甚至不需要去理解所看到的東西。

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「你可以看到熔池的形成過程，並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列印部件的表面留下粗糙的痕迹。」

這樣工程師就可以了解到這些粗糙的表面是怎麼形成的，最終該怎麼消除，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列印成本的提高。

英國牛津郡鑽石光源同步加速器

「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，然後重複這個過程，就像在實際列印過程中那樣。」

使用同步加速器，團隊每年可以在3D列印過程中收集大約500 tb的數據，他們想利用這些數據來進一步挖掘改善3D列印的潛力，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製造過程，最終3D列印會變得更快、更便宜、更高質，發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。

編譯自：3ders.org

第五屆亞洲3D列印展

10月12-14日

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