盖世汽车讯 当观看激光金属增材制造（AM）过程时，一般看到的只是其中的一部分。在一种金属增材制造工艺中，高功率激光束扫过金属粉末层，形成一个微小的熔融金属池——通常只有几根头发丝那么宽。在瞬间，移动激光束下方的金属粉末被加热、熔化、流动并凝固成连续的金属。
这短短一瞬间的循环塑造了金属的微观结构——其内部结构的微观排列和特征，这些因素决定了最终零件的强度、韧性和耐久性。这个过程逐层重复，直到得到所需的三维（3D）零件。
图片来源：加州大学圣巴巴拉分校
为了了解这种快速加热、熔化和凝固过程如何影响最终部件，并能够逐层调整部件的性能，首先需要了解熔池在演变过程中瞬态热条件的变化。激光并非仅仅熔化材料表面，而是熔化表面以下的区域，从而形成三维熔池。问题在于，熔化点的凝固和微观结构的形成是三维的，发生在研究人员的相机无法观测到的区域。
这就引出了一个问题：“我们如何才能确定熔池表面以下控制金属凝固并最终决定其性能的瞬态热条件？”这将有助于理解并最终控制三维金属打印过程。
据外媒报道，在最近发表于《通讯材料》（Communications Materials）的一项研究中，加州大学圣巴巴拉分校（University of California Santa Barbara）的研究人员开发出一种将高速红外成像与计算建模相结合的方法，从而能够穿透表面，将实验可观测的范围扩展到其下方的隐藏区域。简而言之：利用可测量的信息重建了无法测量的信息。
利用高速红外成像技术捕捉熔池表面
在研究中，研究人员使用激光熔化MAR-M247，这是一种用于涡轮叶片和其他需承受极端高温的部件的镍基高温合金。红外摄像机可以实时追踪激光在材料表面移动时温度的快速变化。
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