新研究：粘合劑噴射增材制造，加工復雜的準直器

來源：廣西增材制造協會

在最近發(fā)表的“通過粘合劑噴射制造B 4 C 制造的復雜形狀準直器的加工”中探索了新技術——鋁的無壓熔融滲透。在這項研究中，研究人員的目標是通過粘合劑噴射添加劑制造創(chuàng)建準直器樣品，以進一步分析以創(chuàng)建高密度幾何形狀。解釋可用于操縱中子的裝置有助于評估各種不同的材料，研究人員指出，準直器特別能夠防止不同射線（X射線，伽馬射線等）的散射。他們還指出同位素必須具有非常大的中子吸收截面用于該過程，典型的材料通常包括鎘、硼和釓。

B4C粉末的SEM圖像（左）和Horiba數據（右）

因為B 4 C可以以粉末形式容易地加工，所以它可以作為預成型件3D打印，具有用于結構支撐的氰基丙烯酸酯粘合劑。這里的準直器形式被“滲透”了三個Al等級，包括：
AA 2024
AA 1100
純鋁

特別選擇AA 2024是因為它易于制成復合材料，而其他等級則用于比較不同的微觀結構。該團隊需要用于準直器應用的強大復合材料，并且為了驗證在本研究中的使用，他們從相同幾何形狀的其他樣品中編譯數據。

“這種方法有三個更高層次的發(fā)現：一，材料凈成形得到改善; 二，就中子吸收能力而言，這些材料可以很好地作為準直器工作; 三，這種材料在需要高機械載荷的系統(tǒng)中很有用，”研究人員表示。

用于滲透的設置

他們能夠通過BJAM制造和加工多種高密度B 4 C-Al復合材料。粉末預成型件“隨后無壓力”用Al合金滲透，并且B 4 C預成型件在高溫下通過芯吸熔融Al。“有可能實現非常高的密度，高達97％TD。此外，發(fā)現打印部件的凈成形得以保留，因此部件可用于不需要進一步加工的應用。復合材料的維氏硬度高達283 HV，“研究人員總結道。

“中子衍射數據顯示，滲入Al的樣品散射較少，屏蔽效果略好于滲入過量膠的樣品。通過使用BJAM和無壓熔體滲透進行處理，可以增加這種材料的產量，并可以制造復雜的定制準直器。”

雖然這項研究比目前使用的許多其他材料和技術更加復雜，但復合材料在研究人員和工程師中非常受歡迎，因為它們可以根據需要加強和操縱機械性能，從而獲得更好的結果，無論是否使用亞麻纖維復合材料，PG / PLA復合材料或石墨烯增強納米復合材料。

（a）打印的B4C準直器的宏觀圖像，（b）打印層的SEM，（c）Al滲透的B4C collimato