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_麻省理工学院研究员开发出新的喷涂金属涂层附着方式

发布时间:2021-10-01  作者:亚博APp买球首选

本文摘要:近日,麻省理工学院的研究人员研发出有了一种新的喷涂金属涂层吸附方式,这项研究有可能对金属3D打印机产生根本性影响。

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近日,麻省理工学院的研究人员研发出有了一种新的喷涂金属涂层吸附方式,这项研究有可能对金属3D打印机产生根本性影响。研究人员用于超强较慢照相机仔细观察喷涂工艺,并找到金属融合的理想条件。喷气冲击后的金属表面,熔融构成的坑一般来说指出熔融是一种粘合金属的好方法,但最近麻省理工学院的研究人员的一个找到,使得一些广泛所持认同态度的科学信仰受到猜测。

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他们的找到可能会对金属3D打印机产生根本性影响。这项令人兴奋的研究成果归功于研究人员用于的高科技光学设备:这款高速摄像机使用16个独立国家的电荷耦合器件(CCD)光学芯片,可在三纳秒内捕捉图像。该光学套件主要由麻省理工学院博士后DavidVeysset研发,其设置速度迅速,可以继续执行以前不有可能已完成的以超音速喷气单个粒子的任务。

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照相机每秒可以摄制3亿张照片,团队将这一令人难以置信的技术用作摄制金属表面涂层的类似于喷漆的工艺。但是,这某种程度是一个细心研究的科学家早已理解的过程的例子。

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由于人们以前根本没需要正确地仔细观察过这样的喷雾过程,所以科学家们被迫根据结果而不是过程本身来估算粒子碰撞目标表面时到底再次发生了什么。有人指出金属粒子碰撞表面时会熔融。现在,随着Veysset超级强劲的光学设备,研究人员再一可以获取一些答案。

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他们找到在某些条件下,金属颗粒显然不会熔融表面。但是这实质上具备十分意想不到的连锁效应:颗粒不黏附。麻省理工学院的研究人员亲眼目睹了颗粒在较短的时间内声浪,而不是表面新的凝结,这意味著颗粒离开了依然是熔融的表面。这是一个十分违背直觉的找到,但是可以几乎重塑工程师对黏合的方式:目前,缺少黏合经常通过提升喷涂速度或温度来提高熔融。

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然而,这有可能与他们应当做到的事情几乎忽略。粒子熔融和跳跃(上图);不熔融和黏附(下面)然而,麻省理工学院的研究并不是一帆风顺的,因为他们找到了一种提高结合力的方法,这是基于他们亲眼目睹的高速情况下产生的现象。

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他们找到,当喷气碰撞颗粒和表面维持液体状态但“溅”向外时,黏合效果最差。颗粒不是液体,但看上去像液体,这种“液体溅”是使金属颗粒黏附的最佳方式。随着高速摄影机准备好展开更好的实验,麻省理工学院的研究人员现在可以寻找一种方法来诱导这种溅的准确条件,有可能造成更佳的金属3D打印机过程和改良的金属涂层技术。

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当然,并非所有的金属3D打印机过程都以与喷涂相近的方式工作,在此期间,喷涂的颗粒碰撞表面。例如,SLM3D打印机制造商可以安心,他们的机器工作得很好。

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然而,研究人员找到显然有一些明确的应用于,他们指出可以从这个新的找到中获益。他们指出,在这个高科技的仔细观察台的协助下,改良的金属涂层工艺可以让工程师有效地涂覆发动机部件,以便它们可以新的用于磨损部件而不是将其弃置。

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麻省理工学院教授ChristopherSchuh回应:“一台挖掘机的老式发动机,必须花费大量的金钱和时间来融化和重铸它。但基于新的找到,你可以清扫它,并用于喷雾过程来改版表面。”就改良的金属3D打印机系统而言,必须一个金属层有效地与下一个金属层融合,Schuh指出新的方法不能协助提高问题。除Veysset和Schuh外,博士后MostafaHassani-Gangaraj和KeithNelson教授也参予了此项研究工作。

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据报,该项研究项目的研究结果已于最近公开发表在“ScriptaMaterialia”和“物理评论快报”杂志上。

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