美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室SaadAKhairallah计算工程师团队，与美国空军研究实验室、美国UES公司和美国巴恩斯集团合作，使用高保真模拟，结合同步辐射实验，在中纳秒尺度上捕捉快速多瞬态动力学，发现了新的飞溅引起的缺陷形成机制。这些缺陷的形成机制取决于扫描策略和激光跟踪和喷射之间的竞争。最后得出了稳定熔池动力学和最小化缺陷的标准，这将有助于提高构建的可靠性。

　　激光粉末床熔融增材制造（L-PBFAM）技术使用激光束在微观（~15至100μm）金属粉末的平板上扫描二维图案。这形成了熔池轨迹，与下层熔融。重复执行数千次分层过程会生成3D对象。迫切需要了解和控制激光工艺参数与复杂的粉末和熔池动力学之间的相互依赖性。这有助于解决可变性问题，在可变性问题中，印刷零件不能重复满足通过鉴定和认证步骤所需的标准。这种可变性是由于在每一层扫描过程中，在粉末层和熔池中随机产生的各种缺陷（如气孔）的累积造成的。在粉末床层的研究发现，由蒸汽驱动的混沌粉末动力学以每秒几百米的速度逸出熔池凹陷。这种高的蒸气通量会产生复杂的气流，从而带走散布在激光轨道两侧的松散粉末颗粒。此过程有时会导致较大的剥蚀区域，其中没有粉末，并导致肉眼观察到的85%的粒子飞溅成为火花。X射线成像显示，飞溅粒子的速度可以达到~15m/s，并且在不同的环境压力下形成。因此，减少飞溅是L-PBF的重中之重。生产没有这些缺陷的零件仍然具有挑战性。少量微孔的存在会影响机械性能，即使对于密度超过99%的零件也是如此。探测熔池是通过超高速X射线技术完成的，但这些仍然缺乏完全捕获熔池形态和微孔动力学的超快动力学所需的空间和时间分辨率。

图1复杂的激光粉末吸收率

图2 由于激光喷射和自我复制造成的飞溅缺陷

图3用于控制轨迹飞溅、孔隙和轨迹冻结凹陷结束的稳定性标准

图4在周转扫描策略中控制瞬时的关键孔缺陷

METALLAB一站式金属材料服务服务平台

　　METAL LAB是盘星新型合金材料（常州）有限公司专门为金属材料行业打造的面向科研机构的服务平台。团队包括多位材料学博士、硕士及经验丰富的技术人员，致力于新型金属材料的研发，提供包括“高纯金属-合金熔炼-成型-制粉-检测”在内的一站式金属材料科研服务，助力研究单位减少材料浪费，加速科研进程，解决实验工艺屏障，打破科研设备障碍，保障实验与产品可控可靠。

1.熔炼成型

电弧熔炼、成型炉A： 高真空电弧熔炼、成型，可快速实现少量合金定制，适用于合金材料快速验证。拥有多种成型方式，可用于少量材料开发和测试，熔炼过程无污染，无杂质引入。质量≤500g/工位（密度7.0折算）。

电弧熔炼、成型炉B： 高真空电弧熔炼，成型，可快速实现公斤级合金定制，拥有多种成型方式，熔炼过程无污染，无杂质引入。质量≤4000g/工位（密度7.0折算）。

感应熔炼、成型炉： 高真空感应熔炼，成型，可快速实现公斤级合金定制，拥有多种成型方式，成型尺寸多样。质量≤5000g/工位（密度按照7.0折算）。

2.粉末定制

多功能中试真空气雾化制粉设备 多功能中试真空气雾化制粉设备（VIGA）是我公司基于研发工艺和对外加工服务的需求，快速响应多种合金的熔炼制粉特点，定制的集成3种功能制粉的专用气雾化制粉设备。设备定位于小批量，或者少许试样粉末的需求，而特定设计制造的

3.增材验证

材料验证-GE Concept Laser M2 UP1

4.测试服务

场发射扫描电镜	金相显微镜	激光粒度仪	等离子体光谱仪	同步热分析仪
ZEISS	Leica	Malvern	Thermo	PerkinElmer
SIGMA 300	DM2700M	3000	iCAP 7200	STA8000