近日，英國(guó)謝菲爾德大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)了一項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性的新型3D打印技術(shù)，被稱為二極管區(qū)域熔化。據(jù)悉，該過(guò)程是一種更快、更節(jié)能的替代現(xiàn)有的基于激光的方法，其已經(jīng)準(zhǔn)備好再進(jìn)行一次小型革命。

現(xiàn)有的基于激光3D打印過(guò)程經(jīng)常用于制造部門(mén)，以生產(chǎn)原型以及功能部件。他們通過(guò)選擇性地將激光束照射到光敏液體或粉末床的特定區(qū)域來(lái)工作，逐層構(gòu)建固體3D物體。該技術(shù)通常使用單個(gè)激光器意味著該過(guò)程可能是耗時(shí)的，這是因?yàn)槭艿焦馐俣鹊南拗啤６O管區(qū)域熔化是一種通過(guò)使用多個(gè)激光器而不是僅僅一個(gè)來(lái)縮短生產(chǎn)時(shí)間的技術(shù)。

通常認(rèn)為以這種方式加速處理是不可靠的替代方案，因?yàn)榱簩⒕哂休^低的功率，因此不能提供激活材料所需的溫度。這是一個(gè)假設(shè)，由謝菲爾德大學(xué)的電子電氣工程系和機(jī)械工程系組成的團(tuán)隊(duì)開(kāi)始反對(duì)。Kristian Groom博士說(shuō)：“我們的研究挑戰(zhàn)了長(zhǎng)期以來(lái)業(yè)界認(rèn)為二極管模塊由于功率低光束質(zhì)量差而無(wú)法實(shí)現(xiàn)充分熔化的信念。”

他們認(rèn)為成功的關(guān)鍵是使用較短的激光束波長(zhǎng)，從而大大提高了工藝的效率。根據(jù)Groom宣稱，“短波長(zhǎng)激光陣列（808nm）增加了單個(gè)準(zhǔn)直和聚焦光束的吸收，這使得在幾毫秒內(nèi)達(dá)到超過(guò)1400℃的熔點(diǎn)，使得能夠生產(chǎn)完全致密的不銹鋼鋼17－4部件”。使用一系列并聯(lián)熔化大面積的激光器，意味著物體可以更快地制造，根據(jù)需要打開(kāi)和關(guān)閉各個(gè)光束的能力也意味著能量消耗的處理更加有效。能源效率是3D技術(shù)始終需要改進(jìn)的一個(gè)特殊領(lǐng)域，因此這一突破可能成為新一代3D打印流程的前沿。

據(jù)了解，這項(xiàng)研究的資金來(lái)自工程和物理科學(xué)研究委員會(huì)（EPSRC）撥出的影響加速撥款（IIKE）。Drum Groom和Mumtaz希望通過(guò)繼續(xù)研究激光相互作用來(lái)跟進(jìn)這一成功。至于DAM，計(jì)劃將技術(shù)擴(kuò)大到更廣泛的可及性，并將其擴(kuò)展到聚合物加工。使用波長(zhǎng)定向過(guò)程的組合，在單個(gè)機(jī)器中使用多種材料的可能性是該團(tuán)隊(duì)目前正在研究的。