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该研究旨在加强美国制造业的发展。
虽然3D金属打印是一项高度精确的技术，但它并不完美。即使是温度、材料特性或打印机设置的最微小变化，也可能在印刷过程中形成所谓的“钥匙孔”。这些是肉眼几乎看不见的微小腔体，但能显著削弱零件的结构完整性。正如NIST机械工程师David Deisenroth所解释的：“实时监控打印进展将非常有帮助。零件是不是太热了？有缺陷吗？我们希望能够调整打印机来解决这些问题，因为这将带来更坚固、更稳定的零件。”
由于钥匙孔在毫秒内形成，传统的错误检测方法速度过慢。因此，NIST团队采用了一种不同寻常的方法，利用上述光反射。通过观察激光在金属表面打印产生的焦散，研究人员能够检测到表面的微小变化。这使他们能够识别钥匙孔何时何地形成，甚至能判断其深度。
钥匙孔的形成（图片来源：Natan Nudelis 和 Peter Mayr，知识共享 4.0 许可）
为了让这些光线反射可见，团队使用了一个特殊涂层的半球体，功能类似镜子。原理类似于桥梁反射水面的轻柔波浪。挑战在于找到一种涂层，能反射激光光一次，既不多也不少。反射过多会扭曲图像，反射过少则无法提供有用信息。最终，解决办法的是一个简单的半球体，最初只是作为装饰品。利用它，团队能够精准捕捉激光的光线模式。
该技术尚未准备好广泛工业应用。研究人员的下一步目标是将一台极高速摄像头集成到系统中，能够捕捉高达825,000帧每秒，以更准确地分析激光反射。但即便如此，研究表明苛散剂作为3D金属打印的控制机制，提供了有前景的途径。更多信息请点击这里。
图片来源：NIST
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