Utilizzo delle travi Bessel per migliorare la tecnologia di stampa 3D in metallo

Per risolvere i problemi dei pori e dei difetti nella stampa 3D in metallo, i ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) negli Stati Uniti hanno sperimentato un'ottica esotica chiamata fasci di Bessel. Forma del raggio. Hanno scoperto che questo raggio è autocorrettivo e non diffrattivo, e riduce la formazione di pori e"keyholeing", mentre l'uso di fasci gaussiani esacerba il fenomeno dell'induzione dei pori. Risultati correlati sono stati pubblicati sulla rivista"Science Advances".

La tecnologia di stampa 3D basata su laser espande notevolmente la complessità del design, ma il tradizionale raggio laser utilizzato per la stampa dei metalli può causare difetti del prodotto e scarse prestazioni meccaniche. Per risolvere questo problema, i ricercatori LLNL hanno esplorato la sostituzione del raggio gaussiano comunemente usato con altri raggi nella stampa laser ad alta potenza. I ricercatori hanno affermato che l'uso dei fasci di Bessel può posizionare l'energia lontano dal centro, che può progettare attivamente curve termiche e ridurre i gradienti termici per ottimizzare la formazione di microstrutture, ottenendo così dispositivi più fini e superfici più lisce. Il raggio Bessel espande notevolmente lo spazio dei parametri della scansione laser e realizza la forma ideale del bagno fuso: né troppo superficiale né appiccicoso. I fasci di Bessel possono fornire una maggiore profondità di messa a fuoco grazie alle loro caratteristiche di non diffrazione.