當(dāng)我們閱讀關(guān)于新興纖維材料報(bào)道時(shí)，不難發(fā)現(xiàn)大部分都是在研究這些塑料材料的性質(zhì)，但是，通常這些特性是很難研究的。辛運(yùn)的是，橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家目前提出了一種新的技術(shù)，可以更好地研究這些性質(zhì)。他們采用紅外攝像機(jī)來研究3D打印零件。并且，更進(jìn)一步地理解加工條件是如何影響3D打印器件的強(qiáng)度、殘留應(yīng)力和微結(jié)構(gòu)。
正如這些科學(xué)家所描述的，這些技術(shù)建立在數(shù)十年來利用紅外攝像機(jī)研究前景廣闊技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)之上。追溯到1995年，他們是美國首位利用高速紅外攝像機(jī)致力于連續(xù)纖維陶瓷復(fù)合的非軍事機(jī)構(gòu)。當(dāng)時(shí)，他們憑借著對(duì)溫度傳導(dǎo)過程有著很好的理解，極大地推動(dòng)了重量輕巧、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固陶瓷組件的發(fā)展。我們的期望是將這個(gè)新的項(xiàng)目同樣應(yīng)用在3D打印之上，盡管他們現(xiàn)在使用至少10部新型高速攝像機(jī)進(jìn)行最近的項(xiàng)目研究。在研究多種3D打印材料的過程中，他們主要致力于測控溫度的變化。
當(dāng)前，他們大部分工作同樣建立在之前利用紅外攝像機(jī)的研究基礎(chǔ)之上，從而體現(xiàn)了這個(gè)方法的附加價(jià)值。拉爾夫·丁外德說道：“最開始，我們只是計(jì)劃利用這個(gè)攝像機(jī)測繪復(fù)合材料溫度擴(kuò)散的圖像”。20 年前拉爾夫·丁外德主要從事陶瓷復(fù)合材料的研究。“這將會(huì)促使我們?nèi)y量結(jié)構(gòu)性能并且研究它們是如何隨著加工條件而變化的”。這種熱像圖方法已經(jīng)成為了一種研究復(fù)合材料的新方法。丁外德又補(bǔ)充道：“通過利用加工后的復(fù)合材料特性中的信息，有利于更好地進(jìn)行未來復(fù)合材料的建模。”
這個(gè)團(tuán)隊(duì)利用紅外攝像機(jī)探測到了材料表面以下的缺陷，有效地促使他們在研究材料的過程中不破壞樣品。并且，這項(xiàng)技術(shù)可以揭示3D打印樣品中隱藏的腐蝕、制造錯(cuò)誤，甚至是層與層之間的不完整合并等問題。回到上世紀(jì)90年代，這項(xiàng)技術(shù)同樣推動(dòng)了燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)的優(yōu)化，并且多年以后，同樣的成像技術(shù)被應(yīng)用于加速工程研究。丁外德指出，“在與福特科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室共事的過程中，我們證實(shí)了利用選通脈沖紅外相機(jī)凍結(jié)測力計(jì)測試過程中制動(dòng)盤的運(yùn)動(dòng)，可以獲得溫度圖像，并且這些圖像可以顯示在制動(dòng)的過程中紅點(diǎn)是如何生成并且移動(dòng)的。”這種屬性映射、溫度映射、無損檢測、顯微溫度測量和過程監(jiān)控的組合大大擴(kuò)展了溫度記錄服務(wù)多樣化應(yīng)用的需求。”
雖然我們對(duì)3d打印材料的這項(xiàng)研究的期望非常高，但我們必須等一等，看看結(jié)果是否和以前一樣引起新的革命。至少，當(dāng)3D打印時(shí)，它將使材料行業(yè)進(jìn)一步了解應(yīng)如何回應(yīng)，這將使技術(shù)應(yīng)用速度大大受益。
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