勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室（Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL），美國著名國家實(shí)驗(yàn)室之一，隸屬于美國能源部的國家核安全局（NNSA）。 現(xiàn)由勞倫斯利弗莫爾國家安全機(jī)構(gòu)（LLNS，由加州大學(xué)等機(jī)構(gòu)聯(lián)合構(gòu)成）負(fù)責(zé)運(yùn)行。

目前，來自LLNL的研究人員運(yùn)用金屬3D打印來創(chuàng)建具堅(jiān)固、輕巧結(jié)構(gòu)的先進(jìn)激光系統(tǒng)這一研發(fā)成果有可能改變激光設(shè)計(jì)的未來。在這項(xiàng)研究中，LLNL使用了激光粉床金屬SLM 3D打印機(jī)。LLNL的一隊(duì)研究人員率領(lǐng)由物理學(xué)家Ibo Matthews 運(yùn)用3D打印技術(shù)來創(chuàng)建新的激光系統(tǒng)部件試驗(yàn)。該團(tuán)隊(duì)前所未有的設(shè)計(jì)理念要?dú)w功于費(fèi)激光技術(shù)研究所（ILT）和Aconity3D公司提供的3D打印機(jī)。

由于增加了這些額外的功能，研究人員現(xiàn)在可以更容易地確定在打印過程是如何產(chǎn)生的缺陷：“這是非常靈活;它可以讓我們改變?nèi)魏挝覀兿胍�的參�?shù)，“Matthews說。

Ibo Mathews是LLNL的一位首席研究員和這項(xiàng)研究項(xiàng)目的合著者。Mathews是在麻省理工學(xué)院(MIT)完成的實(shí)驗(yàn)性凝聚態(tài)物理博士學(xué)位，在隨后的十年里他大部分時間都在著名的貝爾實(shí)驗(yàn)室里度過的。他擁有數(shù)項(xiàng)專利，其中包括激光誘導(dǎo)氣體等離子加工等。他最近研究重點(diǎn)集中在一項(xiàng)使用很廣泛的3D打印技術(shù)上。

這項(xiàng)研究的目的是推動美國國防部國家點(diǎn)火設(shè)施與光子科學(xué)（NIF&PS）項(xiàng)目激光應(yīng)用的發(fā)展，同時基于其激光物質(zhì)相互作用科學(xué)核心競爭力。得益于這種精確可控的3D打印技術(shù)，我們可以讓目標(biāo)物體的任意位置獲得足夠的硬度。NIF&PS的負(fù)責(zé)人Mike Carter表示，“由此就可以制造出用于光學(xué)激光器的功能梯度結(jié)構(gòu)了，而這是用傳統(tǒng)工藝不可能實(shí)現(xiàn)的。”

雖然NIF已經(jīng)使用在某些領(lǐng)域中應(yīng)用了3D打印的金屬零件，那些關(guān)鍵的激光應(yīng)用要求必須經(jīng)過全面的測試，以確保其合理性。該認(rèn)證過程是長期而且艱苦的，因此，研究人員正在研究基于計(jì)算機(jī)模型，而不是反復(fù)試驗(yàn)，制定了“前饋”的方法。如果這種方法被證明是成功的，它可能會改變金屬部件的設(shè)計(jì)和建造。

金屬3D打印的這項(xiàng)研究項(xiàng)目已于去年正式啟動，將再持續(xù)2年時間。將來團(tuán)隊(duì)會把目光轉(zhuǎn)向?qū)⒔饘?D打印與高保真光學(xué)診斷和高性能計(jì)算技術(shù)相結(jié)合，從而制造出創(chuàng)造出更適用于激光系統(tǒng)的3D打印部件。

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