通过3D打印钨防散射网格,看增材制造成就产品附加值

根据3D科学谷的市场了解, Dunlee专业从事成像解决方案创新组件的研发、生产和集成,根据Dunlee,与传统的 2D 钼或 1D 滤线栅相比,2D 钨防散射滤线栅具有显著的优势。一方面,钨的密度较高,有利于提高对 X 射线散射的吸收。此外,3D 打印不断催生出新的设计,凭借精良的设计,X 射线现在可以更加精准地导入到光电二极管中。Dunlee是3D打印钨防散射网格的领先制造商,并一直与金属工业3D打印领域的技术供应商EOS紧密合作。

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新设计与新材料的结合

CT制造商需要专用的组件和材料才能在其机器中实现高水平的性能。CT扫描仪中的关键组件之一是用于吸收散射辐射并提高图像分辨率的防散射栅格(ASG)。这些部件选择的材料是钨,因为它具有耐高温(3422°C)的性能,高的耐磨性和最佳的辐射阻挡能力(密度:19.3 g /cm³)。然而,由于加工钨的困难和对医疗设备中使用的苛刻要求,因此需要非常精确和可靠的制造技术。

迄今为止,增材制造(特别是DMLS®技术)已经满足了要求,但是,对于行业中的大规模采用而言,这些要求在成本,质量和性能方面变得越来越苛刻。

block 3D打印钨防散射网格

为了解决这个问题,AMCM,Dunlee和EOS合作开发了定制的EOS M 290,AMCM帮助Dunlee将CT扫描仪的钨组件3D打印能力提高一倍。尤其是在对抗新型冠状病毒的战争中,CT成像已成为一种有价值的武器,因为这种方式能够检测出肺部出现的“毛玻璃”白斑,这是COVID-19的标志。

AMCM_1© AMCM

AMCM_2© AMCM

AMCM_3© AMCM

为了支持患者进行CT检查,Dunlee采用3D打印钨防散射网格,这是高质量CT系统的重要组成部分。Dunlee的防散射栅格只有100微米的厚度,位置精度为25微米,它通过吸收散射辐射而显着改善了CT图像,散射辐射可降低图像质量。与AMCM和EOS一起,Dunlee确保更高水平的产品质量。这意味着更好,更准确的CT扫描,从而可以提供更好的诊断药物,并有望挽救生命。

block 3D打印工艺与设备齐头并进

由于粉末床激光熔化(LPBF)增材制造工艺能够创造复杂的几何形状,对于钨材料加工来说是个不错的选择,利用这一技术可以开辟钨的新应用。但是钨固有的脆性以及增材制造时发生的微裂纹会损害结构的完整性,阻碍了钨金属3D打印的广泛应用。

钨属于难熔金属,一般熔点高于3000℃,此材料的成形要求设备的光斑质量需有稳定的能量输出,并要在成形过程中,解决因成形应力大而导致的零件易开裂问题。继2016年成功打印出钨光栅之后,在国内,铂力特通过反复调整、验证BLT-S210的工艺参数,协助用户研制出薄壁的最小成形尺寸为100 μm,遮光度近100%的纯钨光栅,并帮助用户顺利投入生产使用。

在工艺控制方面,根据3D科学谷的市场观察,美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家开展了一项表征钨3D打印微裂纹形成方式和原因的研究,他们将热机械仿真与在粉末床激光熔化金属3D打印过程中拍摄的高速视频相结合,首次能够实时观察钨金属的韧性到脆性转变(DBT),观察到了微裂纹是如何随着金属的加热和冷却而引发和扩散。研究团队能够将微裂纹现象与残余应力,应变速率和温度等变量相关联,并确认是由DBT 引起裂纹。

铂力特也开发并优化了相应的纯钨光栅成形的标准化工艺参数方案和定制化BLT-S210设备,2020年已成功向用户交付7台,设备运行良好。这是继完成了新材料成形方面的技术突破之后,铂力特为用户提供的针对纯钨光栅产品的以定制化设备为中心的金属增材制造全套解决方案。

l 文章来源:3D科学谷市场研究团队

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