許多因素影響著成品3D打印件的質(zhì)量，而在基于粉末的3D打印中，粉末的擴散是決定零件質(zhì)量的關鍵一步。在一項題為“用高速x射線成像揭示粉末增材制造過程中粒子級粉末的擴散動力學”的研究中，一組研究人員通過使用原位高速高能X射線成像研究了粉末擴散的粒子尺度動力學。

　　研究人員開發(fā)了一種實驗方法，利用高速高能X射線成像技術，以高空間和時間分辨率表征粉末擴散過程，并在原位研究粒子尺度擴散過程。通過這種方法，他們揭示了粉末擴散過程中的靜息角，坡面流速和坡面粗糙度的演變。

“我們觀察并分析了坡面上兩種不同類型粉末團簇的演變和流動，并仔細檢查了形成這種團簇的粒子，”研究人員表示，“我們分析了各個粒子與各自邊界的動態(tài)相互作用，并計算了粉末和邊界之間的摩擦系數(shù)。”

　　他們開發(fā)了一個粉末分散系統(tǒng)來模擬在增材制造配置下的擴散過程。該系統(tǒng)由鋪裝結構(擦拭器和隔離墻)和粉末床容器組成。擦拭器是由垂直于粉末基片的鋁片制成的。限制墻，旨在保持粉末在擴散系統(tǒng)內(nèi)，是由高密度石墨制成，并連接到葉片的任何一邊。

　　研究人員解釋說：“粉末是由鋁擦拭器(刀片)以11.5毫米/秒的速度在鋁基板上擴散?！薄爱敺勰U散時，x射線光束穿過粉末床，x射線信號由檢測系統(tǒng)記錄下來。曝光時間為500 ns。攝像機以每秒10，000幀的速度進行記錄，并使用Image 9對圖像進行分析?！?/p>

　　他們使用了兩種不同直徑的316 L不銹鋼粉末。抽取8個樣品，并對每種粉末進行分析，然后仔細地將樣品鋪展在玻璃基板上，然后用光學顯微鏡獲取圖像。