Χρήση δοκών Bessel για τη βελτίωση της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλων

Προκειμένου να λυθούν τα προβλήματα των πόρων και των ελαττωμάτων στην τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων, ερευνητές στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore (LLNL) στις Ηνωμένες Πολιτείες πειραματίστηκαν με εξωτικά οπτικά που ονομάζονται δέσμες Bessel. Σχήμα δοκού. Βρήκαν ότι αυτή η δέσμη είναι αυτοδιορθούμενη και μη διαθλαστική και μειώνει την εμφάνιση του σχηματισμού πόρων και του"keyholing", ενώ η χρήση ακτίνων Gauss επιδεινώνει το φαινόμενο της επαγωγής πόρων. Σχετικά ευρήματα δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό"Science Advances".

Η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης που βασίζεται σε λέιζερ διευρύνει σημαντικά την πολυπλοκότητα του σχεδιασμού, αλλά η παραδοσιακή δέσμη λέιζερ που χρησιμοποιείται για την εκτύπωση μετάλλων μπορεί να προκαλέσει ελαττώματα προϊόντος και κακή μηχανική απόδοση. Για να λύσουν αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές του LLNL έχουν εξερευνήσει την αντικατάσταση της συνήθως χρησιμοποιούμενης δέσμης Gaussian με άλλες δέσμες στην εκτύπωση λέιζερ υψηλής ισχύος. Οι ερευνητές είπαν ότι η χρήση δοκών Bessel μπορεί να τοποθετήσει ενέργεια μακριά από το κέντρο, η οποία μπορεί ενεργά να σχεδιάσει θερμικές καμπύλες και να μειώσει τις θερμικές κλίσεις για να βελτιστοποιήσει το σχηματισμό μικροδομών, αποκτώντας έτσι λεπτότερες συσκευές και λείες επιφάνειες. Η δέσμη Bessel διευρύνει σημαντικά τον χώρο παραμέτρων της σάρωσης με λέιζερ και πραγματοποιεί το ιδανικό σχήμα λιωμένης πισίνας: ούτε πολύ ρηχή ούτε συγκολλητική. Οι δοκοί Bessel μπορούν να παρέχουν μεγαλύτερο βάθος εστίασης λόγω των χαρακτηριστικών μη περίθλασής τους.