Druk 3D wpływa na zastosowanie technologii kwantowej

Integrację struktury można osiągnąć poprzez drukowanie 3D, eliminując potrzebę oryginalnego projektu złącza próżniowego, integrując funkcje i zmniejszając rozmiar komponentów próżniowych, zmniejszając wagę i zwiększając moc. Jest to zaleta drukowanych w 3D komponentów próżniowych do zastosowań w technologii kwantowej

.Wcześniej idea wytwarzania elementów próżniowych metodą druku 3D była trudna do zrealizowania ze względu na problemy z porowatością i wytrzymałością mechaniczną części wykonanych w technologii druku 3D topienia metalu w złożu proszkowym. Jednak najnowsze osiągnięcia w technologii druku 3D topienia metalu w złożu proszkowym zwiększyły możliwości procesu, aby spełnić wymagania dotyczące gęstości i właściwości mechanicznych. Dzięki tym postępom technologia druku 3D poprzez topienie metalu w złożu proszkowym zaczęła dotyczyć kluczowych komponentów w wielu dziedzinach. Projektowanie i produkcja mają ogromny wpływ.

Po wyprodukowaniu tego zintegrowanego modułu próżniowego naukowcy zastosowali go w środowisku o ultrawysokim ciśnieniu, aby stworzyć komorę próżniową, która może pomieścić bardzo wysokie ciśnienia, zapewniając wydajność niezbędną do wychwytywania zimnych chmur atomowych. Atomy są chłodzone i utrzymywane na miejscu przez połączenie wiązki laserowej i pola magnetycznego.

Aby komponenty próżniowe były jak najlżejsze, naukowcy poprawili geometrię swoich portów, minimalizując przestrzeń między nimi i dodając cienką wewnętrzną powłokę, aby pomieścić UHV. Dodatkowo zachowana jest symetria konstrukcji komory, dzięki czemu port pozostaje prostopadły do ​​toru wiązki laserowej, co pomaga zminimalizować straty w transmisji optycznej.

Cały proces jest do tej pory jednym z najbardziej fascynujących, oryginalnych i najlepszych w swojej klasie zastosowań wytwarzania przyrostowego. Podobnie jak w przypadku wszystkich systemów wymiany ciepła produkowanych przez druk 3D, konstrukcja zespołu próżniowego zawiera strukturę siatkową, która zwiększa stosunek powierzchni zewnętrznej do objętości komory i przyczynia się do rozpraszania ciepła. Ostateczna konstrukcja komory jest kompatybilna ze standardowym sprzętem ultrawysokiej próżni UHV. 

Oprócz komory firma Added Scientific opracowała wkładkę formującą cewkę magnetyczną z wbudowanym kanałem chłodzonym wodą, aby poznać zalety wytwarzania przyrostowego.

Zespół próżniowy wytwarzany jest ze stopu aluminium AlSi10Mg (najczęściej stosowanego stopu aluminium w produkcji addytywnej) ze względu na jego wysoką wytrzymałość właściwą 3 i niską gęstość. Oprócz typowej obróbki cieplnej Added Scientific stosuje również oddzielną obróbkę cieplną „starzenia” w celu zwiększenia wytrzymałości materiału.

Inną kwestią jest chropowata powierzchnia części wykonanych w technologii druku 3D z topienia metalu proszkowego PBF. W przypadku zastosowań UHV uważa się, że zwiększona powierzchnia zwiększa prawdopodobieństwo odgazowania. Jednak po szeroko zakrojonych testach zespół stwierdził, że akceptowalny zakres temperatur roboczych osiągnął 400 ° C nawet bez dalszej optymalizacji materiału i warstwy ochronnej.

W przypadku zastosowań technologii kwantowej zalety komponentów próżniowych drukowanych w 3D są oczywiste. Jakość prototypu MOT wykonanego przez Added Scientific to 245 gramów - o 70% lżejszy od dostępnego na rynku odpowiednika ze stali nierdzewnej.

Oszczędza to zespołowi badawczemu dużo cennej przestrzeni laboratoryjnej i stanowi ważny krok w kierunku przenośności przyszłych urządzeń. Zasadniczo, jeśli komora jest zintegrowana ze specjalnie zaprojektowanym i dodatkowo zoptymalizowanym systemem, komorę można zmniejszyć.

Wraz z pragnieniem technologii kwantowej i szybką dojrzałością powiązanych rynków, rozwój pojemności komponentów komory próżniowej zintegrowanych ze strukturami druku 3D znacznie wesprze brytyjski Narodowy Program Technologii Kwantowych oraz zaangażowanie rządu w rozwój przemysłu technologii kwantowych w Wielkiej Brytanii .

W dłuższej perspektywie technologia druku 3D prawdopodobnie doprowadzi do rewolucji w projektowaniu systemów próżniowych. Wprowadzenie technologii wytwarzania przyrostowego do systemu próżniowego w oczywisty sposób wpłynie na zastosowanie przenośnej technologii kwantowej, a także może mieć wpływ na szerszy świat naukowy i przemysłowy. Jednocześnie ten wysoce złożony system próżniowy wyraźnie pokazuje zalety technologii druku 3D w produkcji każdego złożonego systemu.

Link do tego artykułu: Druk 3D wpływa na zastosowanie technologii kwantowej

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！