南极熊导读：变形翘曲是金属3D打印（包括LPBF）用户最关心的问题之一。考虑到金属3D打印的许多应用都集中在高端制造业，包括但不限于航空航天、汽车和生物医学，许多人正在努力解决这个问题，确保制造的零件可用。
2022年4月16日，南极熊获悉，密歇根大学的研究人员公布了他们的最新科研成果。在机械工程副教授Chinedum Okwudire的带领下，开发了一种可将3D打印机激光器引导至最佳扫描顺序以减少翘曲变形的软件。
△密歇根大学开发一款软件，可以减少金属3D打印产生的翘曲，详细内容可观看视频。视频来自密歇根大学
激光粉末床融合3D打印通常用于制造过于复杂而无法使用传统方法生产的零件。它通过使用激光融合粉末金属或塑料层来工作。然而，激光产生的热量会导致3D打印的精密部件变形和其他缺陷。
Chinedum说道：“对于非常薄的零件，这个问题会变得更加严重。热量无法有效传播，所以你需要想办法解决激光问题，否则你的零件会以非常奇怪的方式变形。”
SmartScan通过分析热量如何在零件内传播，并映射优化的扫描顺序策略，控制特定区域的热量积聚。它监测零件的形状以及材料的热性能，例如传导和对流热传递。
许多人尝试了不同的打印模式，以最大限度地减少热量积聚，例如从一个区域跳到另一个区域或交换水平和垂直扫描方向。但根据Okwudire的说法，SmartScan是第一个使用热模型来引导激光更均匀地散发热量的解决方案。
△3D金属打印概念图。图片来源Shutterstock
SmartScan，使变形减少了47%
这款名为SmartScan的软件，根据他们的数据反馈，显示热量分布提高了41%，变形减少了47%。此外，它还可能通过两种方式加快生产过程：最大限度地减少打印机冷却时间，以及减少打印后的缺陷处理。
该团队还使用激光在两块不锈钢板上打印相同的图案进行测试，第一版他们使用SmartScan，第二版采用无软件辅助。与其他技术相比，SmartScan打印件在打标过程中的翘曲程度始终较低，并且热量分布更加一致。
研究人员还认为，通过更多的研究还会持续开发新功能。他们计划通过在热建模中加入金属或塑料粉末熔合来改进软件，并允许在打印过程中根据红外摄像机实时温度测量值进行主动扫描策略更新，实现实时反馈！
Chinedum 说：“当您将科学融入其中时，你可以以一种更好的方式来完成它，并且甚至适用于最复杂的部分。”
SmartScan: An intelligent scanning approach for uniform thermal distribution, reduced residual stresses and deformations in PBF additive manufacturing (DOI: 10.1016/j.addma.2022.102643)
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