Nghiên cứu của viện Fraunhofer

Đối với luận văn thạc sĩ của mình, Siegfried Bähr đã chọn cả một nơi làm việc thú vị cũng như một dự án đầy thử thách. Nhà khoa học trẻ muốn sử dụng Tủ vi khí hậu BINDER (KMF 115) để nghiên cứu cách vật liệu bột kim loại tương tác với độ ẩm xung quanh và tác động của sự tương tác này đối với sự nóng chảy của chùm tia laze. Bähr, người gốc Munich, đã dành sáu tháng tại Viện Fraunhofer ở Augsburg, Đức để tìm kiếm những hiểu biết mới. Ông đã cho các vật liệu bột khác nhau tiếp xúc với nhiều điều kiện khí hậu khác nhau và quan sát thấy sự tăng giảm độ ẩm. Siegfried giải thích: “Sau này chúng tôi phát hiện ra rằng quá trình này chỉ diễn ra trong vài phút.

Bähr cũng muốn khám phá liệu có bất kỳ mối liên hệ nào giữa độ ẩm trong vật liệu bột ở trạng thái ban đầu và chất lượng của thành phần sau này hay không. Tuy nhiên, điều này đòi hỏi sự hiểu biết thực sự về sự nóng chảy của chùm tia laze (LBM). LBM hiện là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất để xử lý phụ gia bột kim loại. Đây là cách hoạt động: Một lớp mỏng vật liệu bột cần xử lý được phủ lên nền xây dựng. Một chùm tia laser liên tục phác họa đường viền của bộ phận. Bột tan chảy hoàn toàn rồi đông đặc lại, tạo thành lớp vật liệu cứng. Sau đó, nền xây dựng được hạ xuống theo độ dày của một lớp, một lớp bột mới được áp dụng và chùm tia laze một lần nữa phác thảo đường viền của bộ phận. Quá trình tiếp tục cho đến khi tất cả các lớp được tạo và thành phần hoàn thiện có thể được gỡ bỏ. Tất cả dữ liệu quy trình mà thiết bị yêu cầu để sản xuất thành phần, chẳng hạn như dữ liệu CAD 3D, đều được thu thập trước. Các linh kiện được sản xuất theo cách này đang được sử dụng ngày càng nhiều trong các ngành công nghiệp quan trọng như du hành hàng không, vũ trụ và công nghiệp ô tô. Ví dụ: một số nhà sản xuất động cơ nhất định đang sản xuất hàng loạt và lắp đặt các bộ phận động cơ được chế tạo bằng công nghệ sản xuất bồi đắp. Tuy nhiên, trước khi Bähr tiến hành kiểm tra độ ẩm bằng tủ vi khí hậu BINDER, trước tiên anh muốn tìm hiểu các đặc tính của thiết bị mà anh đang làm việc và rất ấn tượng với hiệu suất của nó: “Tủ BINDER cực kỳ hiệu quả. Ví dụ: nó có thể tiếp cận các điểm kiểm tra thường không được đưa vào, chẳng hạn như độ ẩm rất thấp kết hợp với nhiệt độ cao. Căn phòng có thể duy trì cùng một khí hậu ngay cả trong những điều kiện này.”

Bähr cho biết thêm: “Nhóm dịch vụ BINDER đã hỗ trợ tôi rất nhiều cho bất kỳ câu hỏi nào tôi có.” Theo nhà nghiên cứu trẻ, mức tiêu thụ nước thấp cũng là một điểm được BINDER ưu ái. Anh ấy đặc biệt thích sự đơn giản mà thiết bị có thể vận hành và nói rằng “Tôi nhanh chóng cảm thấy như ở nhà với Phần mềm quản lý đa năng”. Là một phần của thí nghiệm, Bähr cũng đặt các mẫu bột vào một đĩa nhôm, sau đó đặt lên một bộ cân bên trong buồng. Cân được đặt trên một tấm đế chống rung, được BINDER chế tạo riêng cho mục đích này. Bằng cách ghi lại khối lượng ở những khoảng thời gian nhất định trong nhiều điều kiện khí hậu khác nhau, Bähr có thể ghi lại một cách linh hoạt sự gia tăng độ ẩm trong bột. Cuối cùng, một số khuyến nghị về hành động khi làm việc với bột kim loại có thể được rút ra từ các thử nghiệm do nhà khoa học trẻ thực hiện. Các cuộc điều tra cũng tiết lộ những hiểu biết sâu sắc hơn về chủ đề độ ẩm trong quá trình xử lý chùm tia laze. Những phát hiện của Bähr từ công việc của ông tại Viện Fraunhofer sẽ được cung cấp cho ngành công nghiệp rộng lớn hơn.