3D tlač ovplyvňuje aplikáciu kvantovej technológie

Integráciu štruktúry je možné dosiahnuť pomocou 3D tlače, čím sa eliminuje potreba pôvodného dizajnu vákuového spoja, integráciou funkcií a zmenšením veľkosti vákuových komponentov, znížením hmotnosti a zvýšením výkonu. Toto je výhoda 3D tlačených vákuových komponentov pre aplikácie kvantovej technológie

.Predtým bola myšlienka výroby vákuových komponentov pomocou 3D tlače ťažko realizovateľná kvôli problémom s pórovitosťou a mechanickou pevnosťou dielov vyrobených technológiou 3D tlače tavením práškového kovu. Najnovší vývoj v technológii 3D tlače na tavenie kovu v práškovom lôžku však pokročil v schopnosti procesu splniť požiadavky na hustotu a mechanické vlastnosti. Vďaka týmto pokrokom sa technológia 3D tlače prostredníctvom tavenia práškového kovu začala zaoberať kľúčovými komponentmi v mnohých oblastiach. Dizajn a výroba majú hlboký vplyv.

Po výrobe tohto integrovaného vákuového modulu ho vedci použili v prostredí s veľmi vysokým tlakom, aby vytvorili vákuovú komoru, ktorá dokáže pojať mimoriadne vysoké tlaky a poskytuje výkon potrebný na zachytenie studených atómových mrakov. Atómy sú ochladené a udržiavané na mieste kombináciou laserového lúča a magnetického poľa.

Aby boli vákuové komponenty čo najľahšie, vedci vylepšili geometriu svojich portov, minimalizovali priestor medzi nimi a pridali tenkú vnútornú vrstvu, aby sa prispôsobili UHV. Okrem toho sa zachováva symetria konštrukcie komory, ktorá zaisťuje, že port zostáva kolmý na dráhu lúča laserového lúča, čo pomáha minimalizovať straty optického prenosu.

Celý proces je doteraz jednou z najfascinujúcejších, originálnych a najlepších aplikácií aditívnej výroby. Ako pri všetkých systémoch výmeny tepla vyrobených pomocou 3D tlače, dizajn vákuovej zostavy obsahuje mriežkovú štruktúru, ktorá zvyšuje pomer vonkajšieho povrchu k objemu komory a prispieva k rozptylu tepla. Konečný dizajn komory je kompatibilný so štandardným ultravysokým vákuovým zariadením UHV. 

Okrem komory spoločnosť Added Scientific vyvinula vložku na vytváranie magnetickej cievky so vstavaným vodou chladeným kanálom, aby preskúmala výhody aditívnej výroby.

Vákuová zostava sa vyrába z hliníkovej zliatiny AlSi10Mg (najbežnejšie používaná hliníková zliatina pri výrobe aditív) kvôli svojej vysokej špecifickej pevnosti 3 a nízkej hustote. Okrem typického tepelného spracovania pridáva Scientific Scientific aj samostatné tepelné ošetrenie „starnutím“ na zvýšenie pevnosti materiálu.

Ďalším aspektom je drsný povrch častí vyrobených technológiou 3D tlače tavenia kovov práškovým PBF. U UHV aplikácií sa predpokladá, že zväčšený povrch zvyšuje pravdepodobnosť odplynenia. Po rozsiahlom testovaní však tím zistil, že prijateľný rozsah prevádzkových teplôt dosiahol 400 ° C aj bez ďalšej optimalizácie materiálu a ochrannej vrstvy.

Pre aplikácie kvantovej technológie sú výhody 3D tlačených vákuových komponentov zrejmé. Kvalita prototypu STK vyrobeného spoločnosťou Add Scientific je o 245 gramov - o 70% ľahšia ako komerčne dostupný ekvivalent z nehrdzavejúcej ocele.

To výskumnému tímu ušetrí veľa cenného laboratórneho priestoru a dôležitý krok k prenosnosti budúcich zariadení. V zásade platí, že ak je komora integrovaná do špeciálne navrhnutého a ďalej optimalizovaného systému, môže byť komora zmenšená.

S túžbou po kvantovej technológii a rýchlou zrelosťou na súvisiacich trhoch bude rozvoj kapacity komponentov vákuovej komory integrovaných do štruktúr 3D tlače výrazne podporovať britský Národný program kvantovej technológie a vládny záväzok rozvíjať priemysel kvantovej technológie vo Veľkej Británii .

Z dlhodobého hľadiska je pravdepodobné, že technológia 3D tlače spôsobí revolúciu v dizajne vákuového systému. Zavedenie technológie aditívnej výroby do vákuového systému zjavne ovplyvní aplikáciu prenosnej kvantovej technológie a môže mať vplyv aj na širší vedecký a priemyselný svet. Tento vysoko komplexný vákuový systém zároveň jasne demonštruje výhody technológie 3D tlače pri výrobe každého zložitého systému.

Odkaz na tento článok ： 3D tlač ovplyvňuje aplikáciu kvantovej technológie

Vyhlásenie o dotlači: Ak neexistujú žiadne špeciálne pokyny, všetky články na tomto webe sú pôvodné. Uveďte prosím zdroj pre dotlač: https: //www.cncmachiningptj.com/，ďakujeme！