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科學家利用中子檢測3D打印部件殘余應力

童程童美 2016-09-27

3D打印,或增材制造技術似乎能夠涉足幾乎每一個行業,甚至包括火箭科學。近日,在亞拉巴馬州Huntsville的美國宇航局(NASA)馬歇爾太空飛行中心,工程師們最近使用中子來幫助了解增材制造火箭發動機部件的優勢。

摘要

3D打印,或增材制造技術似乎能夠涉足幾乎每一個行業,甚至包括火箭科學。近日,在亞拉巴馬州Huntsville的美國宇航局(NASA)馬歇爾太空飛行中心,工程師們最近使用中子來幫助了解增材制造火箭發動機部件的優勢。

科學家利用中子檢測3D打印部件殘余應力

據了解,這個研究團隊使用的是美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL)高通量同位素反應堆(HFIR)里的中子殘余應力測繪設備和HB-2B束線來研究增材制造材料中的殘余應力,來檢驗它們是否適合飛行。如果通過的話,這將顯著降低飛行器硬件部件制造的成本和時間。

“如果能夠使用增材制造的部件來打造火箭發動機,我們就能夠把制造一個可用于太空飛行的發動機的時間減少幾年?!瘪R歇爾太空飛行中心的Stacey Bagg說。

如此大幅度的減少制造時間顯然也意味著成本的大幅節約。但是在將3D打印的部件用于太空飛行之前,研究團隊需要確認它是否是絕對安全的。

“我們最為關注的是生產出來的增材制造部件的殘余應力,這種殘余應力可能會影響到材料性能和制造部件的幾何形狀。而且,要對這些生成的復雜形狀進行測量是比較困難的?!盉agg說:“而HFIR中子殘余應力設備則具有獨特的能力,可以獲得關于這些形狀的詳細內部殘余應力測量結果?!?

除此之外,這項研究還為科學家們了解在增材制造過程中,殘余應力是如何圍繞著火箭推進系統零部件的共同特征發展的提供了基本數據。據悉,該團隊的這項研究將公開發表,這樣就可以被用來改進基于粉末床的增材制造工藝,使得3D打印出來的部件具有更好的機械和幾何屬性。

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