3D-utskrift påvirker anvendelsen av kvanteteknologi

Strukturintegrasjon kan oppnås gjennom 3D-utskrift, eliminerer behovet for det originale vakuumfugedesignet, integrerer funksjoner og reduserer størrelsen på vakuumkomponentene, reduserer vekten og øker kraften. Dette er fordelen med 3D-trykte vakuumkomponenter for kvanteteknologiapplikasjoner

.Tidligere var ideen om å produsere vakuumkomponenter ved 3D-utskrift vanskelig å oppnå på grunn av problemer med porøsiteten og den mekaniske styrken til deler laget av pulverbedmetallsmeltende 3D-utskriftsteknologi. Imidlertid har den siste utviklingen innen pulverbedmetallsmeltende 3D-utskriftsteknologi avansert prosessevnen for å møte kravene til tetthet og mekaniske egenskaper. Takket være disse fremskrittene har 3D-utskriftsteknologi gjennom smelting av pulverbedmetall begynt å adressere nøkkelkomponenter på mange felt. Design og produksjon har en dyp innvirkning.

Etter å ha produsert denne integrerte vakuummodulen, brukte forskere den i et miljø med ultrahøyttrykk for å lage et vakuumkammer som kan romme ekstra høyt trykk, og gir ytelsen som trengs for å fange kalde atomskyer. Atomene blir avkjølt og holdt på plass av en kombinasjon av laserstråle og magnetfelt.

For å gjøre vakuumkomponentene så lette som mulig, har forskere forbedret geometrien til portene sine, minimert rommet mellom dem og lagt til en tynn indre hud for å imøtekomme UHV. I tillegg opprettholdes symmetrien til kammerdesignet, slik at porten forblir vinkelrett på laserstrålens strålebane, noe som bidrar til å minimere optiske overføringstap.

Hele prosessen er en av de mest fascinerende, originale og best-of-breed-applikasjonene for additiv produksjon til dags dato. Som med alle varmevekslersystemer produsert ved 3D-utskrift, inneholder utformingen av vakuumenheten en gitterstruktur som øker det ytre overflatearealet til volumforholdet til kammeret og bidrar til varmespredning. Den endelige kammerdesignen er kompatibel med standard UHV ultrahøyt vakuumutstyr. 

I tillegg til kammeret har Added Scientific utviklet en magnetisk spoledannende innsats med en innebygd vannkjølt kanal for å utforske fordelene med additiv produksjon.

Vakuummonteringen produseres ved hjelp av aluminiumslegering AlSi10Mg (den mest brukte aluminiumslegeringen i additivproduksjon) på grunn av dens høye spesifikke styrke 3 og lave tetthet. I tillegg til den typiske varmebehandlingen, bruker Added Scientific også en egen "aldrende" varmebehandling for å øke materialets styrke.

En annen betraktning er den tøffe overflaten av delene laget av PBF pulverseng metallsmeltende 3D-utskriftsteknologi. For UHV-applikasjoner antas det økte overflatearealet å øke sannsynligheten for utgassing. Etter omfattende testing fant teamet imidlertid at akseptabelt driftstemperaturområde nådde 400 ° C selv uten ytterligere optimalisering av materialet og beskyttelseslaget.

For kvanteteknologiske applikasjoner er fordelene med 3D-trykte vakuumkomponenter åpenbare. Kvaliteten på MOT-prototypen laget av Added Scientific er 245 gram - 70% lettere enn den kommersielt tilgjengelige ekvivalenten i rustfritt stål.

Dette sparer forskerteamet for mye verdifull laboratorieplass og et viktig skritt mot bærbarhet av fremtidige enheter. I prinsippet, hvis kammeret er integrert i et spesialdesignet og ytterligere optimalisert system, kan kammeret gjøres mindre.

Med ønsket om kvanteteknologi og den raske modenheten til relaterte markeder, vil utviklingen av kapasiteten til vakuumkammerkomponenter integrert med 3D-utskriftsstrukturer i stor grad støtte Storbritannias nasjonale Quantum Technology Program og regjeringens forpliktelse til å utvikle kvanteteknologiindustrien i Storbritannia .

På sikt vil sannsynligvis 3D-utskriftsteknologi drive revolusjonen innen vakuumsystemdesign. Innføringen av additiv produksjonsteknologi i vakuumsystemet vil åpenbart påvirke anvendelsen av bærbar kvanteteknologi, og kan også påvirke den bredere vitenskapelige og industrielle verden. Samtidig viser dette svært komplekse vakuumsystemet tydelig fordelene med 3D-utskriftsteknologi ved produksjon av ethvert komplekst system.

Link til denne artikkelen: 3D-utskrift påvirker anvendelsen av kvanteteknologi

Reprint Statement: Hvis det ikke er noen spesielle instruksjoner, er alle artiklene på dette nettstedet originale. Oppgi kilden for ny utskrift: https: //www.cncmachiningptj.com/，takk！