伦敦玛丽女王大学、伦敦大学学院(UCL)、劳斯莱斯和一组国际研究人员之间的合作揭开了定向能量沉积(DED)增材制造中孔隙演化的秘密。他们的研究结果发表在《自然通讯》上，为跨行业更安全、更高效地生产高价值部件铺平了道路。

DED是一种革命性的技术，可以逐层构建复杂的结构，非常适合为航空航天、汽车、海洋甚至生物医学领域的产品创建复杂的几何形状。它还具有修复安全关键部件(例如损坏的喷气涡轮叶片)的巨大潜力。然而，DED过程中不可预测的孔隙形成阻碍了其广泛采用。这些微小的气泡会削弱部件的性能，危及其性能并引发安全问题。

“到目前为止，”玛丽女王工程与材料科学学院材料与固体力学高级讲师ChinnapatPanwisawas博士解释道，“DED中孔隙形成和演化背后的确切机制仍然是个谜。我们的研究揭示了这一关键的问题。”方面，揭示了影响其行为的五个不同过程：气泡迁移和聚结、表面张力效应以及凝固前沿的捕获。”

研究人员采用先进的原位X射线成像和多物理场建模来实现这一突破。他们的研究结果提供了对DED期间熔池内孔隙如何形成、移动和相互作用的详细了解，从而能够制定有针对性的策略来最大限度地减少它们的存在。

Panwisawas博士强调说：“这些知识对于释放DED的全部潜力至关重要。”“通过最大限度地减少孔隙率，我们可以提高部件的机械性能，使DED成为安全关键型应用的可行选择，最终使各行业生产出更坚固、更安全、更可靠的部件。”