《3D列印世界》訊/Fraunhofer應用光學與精密工程研究所 (IOF)已經成功利用SLM 3D列印技術將掃描鏡和太空望遠鏡的重量減少了75%， 該鏡面將下周的美國三藩市西部光電展上展出。
據Fraunhofer IOF的工程師稱， 他們利用選擇性鐳射融化的金屬3D列印技術製造出了超輕的金屬鏡， 其秘訣在於輕量化的設計， 包括無序和對稱性結構的採用， 使用的材料有 AlSi12、 AlSi40和Al6061。 雖然減少75%的重量令人矚目， 但這並非 Fraunhofer IOF 頭一次在羽量級金屬光學方面的嘗試， 很多年來， 該研究所都在採用鑽石切割和切削技術來對鋁進行加工， 以期獲得羽量級的結構， 但這些方法受限明顯， 只能做出某些簡單的幾何形狀， 而增材製造則大大拓展了這一範圍， Fraunhofer IOF 用SLM 3D印表機直接用金屬粉末生成複雜的形狀， 並不斷嘗試新的材料。
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他們最近的研究發現， 高矽鋁合金擁有非常高的冷卻率， 可以用來融化粉末粒子， 因此作為3D列印材料是很合適的。 據稱， 用這種材料做出來的部件， 其機械性能“相當或優於”擁有相同化學成分的傳統合金， 同時其微觀結構的孔隙度低於0.05%。
那麼， 3D列印對於金屬鏡減重的意義何在？Fraunhofer IOF 已經可以通過生成有規律的細胞結構、有規律或無規律的晶格結構， 以及拓撲優化設計， 或者是通過運行結構的類比方法來達到輕量化的目的。 這意味某些沒有什麼用的結構可以直接不要， 例如金屬鏡的內部區域的密度可以減少， 還有和穩定結構無關的區域， 都可以進行刪減。
當然3D列印出來的金屬鏡還不能直接使用， 還需要 通過其他技術來進行後處理， 實現高光學精度， Fraunhofer IOF表示， 經過後處理， 這個150毫米大小的金屬鏡擁有“極高的穩定性和剛度”， 表面粗糙度< 1 nm RMS， 形狀誤差<150 nm PV。
編譯自：3ders.org
180頁3D列印行業應用白皮書（2017）