来自弗吉尼亚大学、卡内基梅隆大学和威斯康辛大学麦迪逊分校的一组研究人员在增材制造领域取得了突破，这可能对航空航天、《科学日报》报告。

由弗吉尼亚大学的孙涛领导的研究小组发表了一篇同行评议论文纸在《科学》杂志上发表了题为“机器学习辅助实时检测激光粉末床融合中的小孔生成”的文章。

本文解决了检测小孔的问题，这是一种常见的增材制造技术，称为激光粉末床融合(LPBF)的主要缺陷。万博体育登录首页

什么是LPBF?

是的，金属3D打印已经在这里，它不再只是一个未来的概念。激光粉末床融合(LPBF)是一种广泛使用的工艺，通过3D打印制造复杂的金属物体。

它是如何工作的?激光束被用来熔化床上的金属粉末，一层一层地熔化，直到形成所需的三维物体。这是一个高度精确的过程，可以产生复杂的几何图形和设计。

重大突破

我LPBF可以帮助制造商比锻造或铸造等其他技术更快地实现接近净形状的金属部件，但该过程存在一定的问题。万博体育登录首页

多孔性缺陷对于需要坚固金属部件的应用来说仍然是一个挑战，比如飞机机翼。小孔孔是深而窄的蒸汽洼地，会使材料更脆，在环境应力下容易开裂。

Sun和他的同事们创建了一个实时检测系统，使用operando同步加速器x射线成像、近红外成像和机器学习来准确捕捉与锁眼孔隙形成相关的热特征。他们还改进了operando同步加速器x射线成像，并确定了过程中锁孔振荡的两种模式。

Sun解释说，该方法利用operando同步加速器x射线成像、近红外成像和机器学习来捕获与锁孔孔隙生成相关的独特热特征，具有亚毫秒的时间分辨率和100%的预测率。

卡内基梅隆大学材料科学与工程教授安东尼·罗利特说:“我们的发现不仅推进了增材制造研究，而且实际上还可以扩大LPBF在金属零件制造中的商业用途。”

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与此同时，孙强调，金属零件的多孔性仍然是LPBF技术在多个行业广泛应用的主要障碍。万博体育登录首页由于锁孔孔隙是在表面下随机出现的，因此它是最难用实验室规模的传感器实时检测的缺陷类型。

进一步的研究

由于发表在《科学》杂志上的一项新研究，人们对激光粉末床融合(LPBF)中的锁孔孔隙率有了更好的了解，LPBF是一种用于增材制造金属零件的工艺自然通讯．

利用同步加速器x射线成像，研究人员能够观察到小孔和气泡的行为，并量化它们的形成动力学。他们发现锁孔孔隙率不仅可以在不稳定的锁孔状态下发生，而且在高激光功率-速度条件下产生的过渡锁孔状态下也会发生，从而导致快速的径向锁孔波动。

他们还发现，过渡区崩溃倾向于发生在后壁的一部分，在锁孔崩溃之后，气泡由于压力平衡而快速增长，然后由于金属蒸汽冷凝而收缩。

同时，一个单独的研究探讨了利用声学测量方法检测激光粉末床熔合中的小孔。

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