《美国国家标准与技术研究院（NIST）研发了用激光粉末床熔融的新型原位金属粉末评估技术MLTI（调制激光热探测技术）》

• 来源专题：计量基标准与精密测量
• 编译者： 张宇
• 发布时间：2025-03-10
• 原文来源：https://www.nist.gov/publications/modulated-laser-thermal-interrogation-mlti-novel-situ-metal-powder-evaluation-technique

近日，美国国家标准与技术研究院（NIST）发现在粉末床增材制造中，对金属粉末的评估至关重要，因为粉末的质量会显著影响最终打印部件的性能。基于以上发现NIST开发了一种新技术，通过分析金属粉末的热性能的变化（特别是比热容和热导率）来表征金属粉末的状态。调制激光热探测技术（MLTI） 利用温度的频域响应来实现这种表征。为了验证 MLTI 的性能，研究人员搭建了一个台式装置，该装置能够识别与不同材料特性相关的独特热响应，包括核心材料检测、粉末年龄、氧含量和粒径分布。粉末由一个功率为7W激光器（445nm）来加热，该激光器以100Hz至2kHz的频率范围进行调制。通过光电探测器来捕获粉末表面的红外辐射，并将信号发送到锁相放大器，从而提取出代表金属粉末特性的解调幅度和相位。研究人员测试了粉末床熔融中使用的各种常见金属粉末，如Cu、AlSi10Mg、SS316L、IN718以及Ti64 G5和G23，进而验证MLTI方法的评估效果。经测试MLTI提供的频域测量显示出比传统方法更低的噪声结果。再通过进一步的机器学习，研究人员就可以准确表征粉末，识别粉末的核心材料，判断粉末是新鲜的还是重复使用的，评估间隙氧含量，验证粉末沉积层厚度，并分析粒径分布。这无疑增强了粉末床增材制造过程中的质量控制和流程监控。