Лазерные голограммы улучшат качества промышленной трехмерной печати

15.12.2019

Одним из недостатков современных промышленных технологий лазерной трехмерной печати является сильный нагрев в точке контакта металла с лучом лазерного света. Этот нагрев плавит металлический порошок, но он также приводит к появлению областей внутренней механической напряженности и деформации изготавливаемой детали. И все эти вещи практически не поддаются прогнозированию, что не дает возможности их как-то компенсировать. Однако, группа исследователей из Кембриджского университета нашла способ решения описанной выше проблемы. При помощи специальных голографических изображений, генерируемых компьютером при помощи сложных алгоритмов, можно управлять распределением энергии лазерного света в трех измерениях, что позволяет избежать лишнего нагрева изготавливаемой детали.

"Вместо использования одного единственного луча света мощного лазера мы используем несколько лучей лазерного света, фокусируемых особым образом в нужной точке трехмерного пространства" - рассказывает профессор Тим Уилкинсон (Tim Wilkinson), руководитель данного проекта, - "Это позволяет нам печатать детали "более трехмерным способом" и избежать возникновения тепловых деформаций".

Голограмма, по которой печатается трехмерный объект, рассчитывается и изменяется компьютером со скоростью около тысячи раз в секунду для улучшения контроля за распределением энергии. При этом, алгоритмы, которые производят управляющую голограмму, учитывают целый ряд тонкостей, таких, как свойства используемых материалов, оптические искажения, текущую температуру и т.п. "Такой голографический подход позволяет нам сделать такие вещи, которые раньше было сделать невозможно. Есть определенные виды структур, которые невозможно напечатать из-за возникающих тепловых деформаций" - рассказывает профессор Уилкинсон.

Сейчас ученые уже создали опытную установку с тремя лазерами, лучи которых отражаются от кремниевого "микродисплея", тонкого слоя жидких кристаллов на поверхности кремниевого чипа, который выступает в роли управляемой дифракционной решетки и изменяет фазу отражаемого луча лазерного света. А в ближайшее время кембриджские исследователи планируют создание более совершенной установки, в которой будут использованы восемь лазеров, суммарной мощностью в 200 Вт, которой достаточно для плавления частичек алюминиевого порошка.

Кроме проверки работы жидкокристаллических микродисплеев на таком уровне мощности лазерного света, ученые, при помощи новой установки, будут работать с металлическими порошками с добавлением пластмасс и смол для улучшения алгоритмов составления управляющих голограмм. Согласно планам, новая и более мощная установка начнет работать в 2020 году, а данный проект, результатом которого должна стать полностью работоспособная промышленная установка, будет завершен к 2022 году.

<< Назад: Глобальное потепление влияет на размер птиц 16.12.2019

>> Вперед: Самоочищающаяся пленка отталкивает бактерии 15.12.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Канада планирует построить космодром 06.04.2026

Развитие космической инфраструктуры все чаще становится вопросом не только науки и технологий, но и национальной безопасности. Многие государства стремятся получить независимый доступ к космическим запускам, чтобы не зависеть от внешних партнеров и укреплять собственный технологический суверенитет. На этом фоне Канада объявила о запуске масштабного проекта по созданию собственного космодрома. Министр обороны Канады Дэвид Мак-Гинти сообщил, что правительство страны инвестирует 200 млн канадских долларов, что составляет около 150 млн долларов США, в строительство национального космодрома. Эти средства станут частью долгосрочной программы развития суверенных возможностей космических запусков. По словам Мак-Гинти, Министерство обороны подписало 10-летнее соглашение с компанией MLS на сумму 200 млн долларов. В рамках этого контракта планируется строительство стартовой площадки, которая будет использоваться не только военными структурами, включая Министерство обороны и Вооруженные силы ...>>

Обновленные телевизоры Xiaomi S Mini LED TV 2026 06.04.2026

Компания Xiaomi представила обновленную серию телевизоров S Mini LED TV 2026, которая заметно отличается от версии, недавно вышедшей на европейский рынок. Новое поколение ориентировано на расширенные возможности отображения и более гибкую конфигурацию экранов, что делает линейку более универсальной для разных сценариев использования. В обновленной серии Xiaomi S Mini LED TV 2026 предлагается сразу пять диагоналей, начиная от 55 дюймов и заканчивая внушительными 100 дюймами. Флагманская модель оснащена 1920 зонами локального затемнения, способна достигать пиковой яркости до 2000 нит и поддерживает частоту обновления изображения до 288 Гц, что делает ее особенно привлекательной для динамичного контента и игр. Младшая модель в линейке отличается в первую очередь количеством зон локального затемнения, которых здесь 576, однако остальные ключевые характеристики остаются на уровне старших версий. Это позволяет сохранить высокое качество изображения даже в более доступном сегменте, не ж ...>>

Беспилотный грузовой самолет с двигателем AEP100 05.04.2026

Авиационная отрасль стоит перед масштабной задачей перехода к экологически чистым технологиям, и одним из наиболее перспективных направлений считается использование водорода в качестве топлива. Этот элемент рассматривается как потенциальная альтернатива традиционным видам авиационного топлива благодаря своей энергоэффективности и отсутствию углеродных выбросов при использовании. На этом фоне Китай сообщил об успешном испытании беспилотного грузового самолета, оснащенного турбовинтовым двигателем AEP100 мегаваттного класса, работающим на водороде. Это событие стало важным этапом в развитии авиационных технологий, так как позволило протестировать двигатель в реальных условиях полета, а не только в лабораторной среде. Испытательный полет был проведен в субботу, 4 апреля, в городе Чжучжоу, расположенном в китайской провинции Хунань. Именно там впервые в реальных условиях был задействован водородный авиационный двигатель подобной мощности, что дало возможность оценить его стабильность ...>>

Кухонные губки выделяют значительное количество микропластика 05.04.2026

Кухонные губки - один из самых используемых предметов в быту - могут быть недооцененным источником микропластика. Ученые из Боннского университета изучили, сколько таких частиц выделяется во время мытья посуды и как это влияет на окружающую среду. Выяснилось, что губки действительно ежегодно выделяют измеримое количество микропластика, однако основной вред экологии связан не с этим, а с расходом воды. В работе оценивали реальное выделение микропластика и его влияние с помощью анализа жизненного цикла (LCA). Исследование объединило лабораторные эксперименты и подход "гражданской науки": добровольцы из Германии и Северной Америки использовали разные типы губок в быту и фиксировали процесс. Губки взвешивали до и после использования, а также тестировали в лаборатории с помощью устройства SpongeBot, имитирующего мытье посуды. Результаты показали, что все губки изнашиваются и выделяют микропластик - примерно от 0,68 до 4,21 г на человека в год, в зависимости от состава. При этом губки ...>>

Гуманоид-спринтер Unitree H1 04.04.2026

Развитие гуманоидной робототехники сегодня стремительно приближается к уровню, при котором машины начинают уверенно имитировать не только движения человека, но и его физические возможности. Особенно активно в этом направлении работают компании из Китая, и очередное достижение Unitree Robotics стало заметной вехой в индустрии. Компания официально сообщила, что их антропоморфный робот Unitree H1 установил мировой рекорд скорости среди полноразмерных гуманоидов. В ходе испытаний машина продемонстрировала характеристики, которые ранее считались недостижимыми для подобного класса устройств, особенно с учетом их массы и конструкции. Во время тестового забега Unitree H1 разогнался до 3,3 метра в секунду, что соответствует примерно 12 километрам в час. Для сравнения, средняя скорость ходьбы человека составляет около 5 километров в час. Хотя до уровня профессионального бега роботам еще далеко, для гуманоидной системы массой около 47 килограммов такой результат считается значительным инжен ...>>

Случайная новость из Архива Синтез керамики 28.05.2020 Ученым Университета Мэриленда удалось разработать метод спекания, позволяющий создавать керамические материалы менее чем за минуту. Обычно керамические материалы получают спеканием порошков при высоких температурах. Именно благодаря химической стабильности, а также высокотемпературным и механическим свойствам, относительно простым и выгодным методам получения, керамика широко используется во многих областях. При этом не секрет, что существующие методы создания керамических материалов имеют некоторые недостатки, которые специалисты решили исправить. Специалисты разработали новый, более совершенный и быстрый метод спекания. Предложенный метод не требует дорогостоящего оборудования и превосходит другие способы , поскольку скорость синтеза новых соединений является максимально быстрой.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026