3D печат влияе върху прилагането на квантовите технологии

Интегрирането на структурата може да бъде постигнато чрез 3D печат, елиминирайки нуждата от оригинален дизайн на вакуумна фуга, интегриране на функции и намаляване на размера на вакуумните компоненти, намаляване на теглото и увеличаване на мощността. Това е предимството на 3D отпечатаните вакуумни компоненти за приложения на квантовите технологии

.Преди идеята за производство на вакуумни компоненти чрез 3D печат беше трудно постижима поради проблеми с порьозността и механичната якост на частите, направени чрез технологията за 3D печат с прахово топене на метал. Въпреки това, най-новите разработки в технологията за 3D печат за топене на метал с прахово легло са усъвършенствали способността на процеса, за да отговори на изискванията за плътност и механични свойства. Благодарение на тези постижения, технологията за 3D печат чрез топене на метал на прахово легло започна да се занимава с ключови компоненти в много области. Дизайнът и производството оказват дълбоко влияние.

След производството на този интегриран вакуумен модул, учените го прилагат в среда с ултра високо налягане, за да създадат вакуумна камера, която може да побере изключително високо налягане, осигурявайки производителността, необходима за улавяне на студени атомни облаци. Атомите се охлаждат и задържат на място чрез комбинация от лазерен лъч и магнитно поле.

За да направят вакуумните компоненти възможно най-леки, учените подобриха геометрията на техните портове, минимизирайки пространството между тях и добавяйки тънка вътрешна обвивка, за да побере UHV. Освен това се запазва симетрията на дизайна на камерата, като се гарантира, че портът остава перпендикулярен на пътя на лазерния лъч, което спомага за минимизиране на загубите при оптично предаване.

Целият процес е едно от най-завладяващите, оригинални и най-добрите приложения на адитивното производство до момента. Както при всички топлообменни системи, произведени чрез 3D печат, дизайнът на вакуумния модул съдържа решетъчна структура, която увеличава съотношението на външната повърхност към обема на камерата и допринася за разсейването на топлината. Окончателният дизайн на камерата е съвместим със стандартно UHV оборудване за ултра-висок вакуум. 

В допълнение към камерата, Added Scientific разработи вложка за формиране на магнитна намотка с вграден канал с водно охлаждане, за да изследва предимствата на адитивното производство.

Вакуумният монтаж се произвежда с помощта на алуминиева сплав AlSi10Mg (най-често използваната алуминиева сплав в адитивното производство) поради високата специфична якост 3 и ниската плътност. В допълнение към типичната термична обработка, Added Scientific използва и отделна топлинна обработка за „стареене“, за да увеличи здравината на материала.

Друго съображение е грапавата повърхност на частите, изработени от технологията за 3D печатане на метал с прахово легло PBF. За UHV приложения се смята, че увеличената повърхност увеличава вероятността от отделяне на газ. Въпреки това, след задълбочени тестове, екипът установи, че приемливият диапазон на работна температура достига 400 ° C дори без допълнително оптимизиране на материала и защитния слой.

За приложенията на квантовата технология предимствата на 3D отпечатаните вакуумни компоненти са очевидни. Качеството на прототипа MOT, направен от Added Scientific, е 245 грама - 70% по-лек от наличния в търговската мрежа еквивалент от неръждаема стомана.

Това спестява на изследователския екип много ценно лабораторно пространство и важна стъпка към преносимостта на бъдещите устройства. По принцип, ако камерата е интегрирана в специално проектирана и допълнително оптимизирана система, камерата може да бъде по-малка.

С желанието за квантова технология и бързата зрялост на свързаните пазари, развитието на капацитета на компонентите на вакуумната камера, интегрирани със структури за 3D печат, значително ще подкрепи Националната програма за квантови технологии на Обединеното кралство и ангажимента на правителството да развива индустрията на квантовите технологии в Обединеното кралство. .

В дългосрочен план технологията за 3D печат вероятно ще доведе до революцията в дизайна на вакуумните системи. Въвеждането на технология за адитивно производство във вакуумната система очевидно ще засегне прилагането на преносима квантова технология и може да засегне по-широкия научен и индустриален свят. В същото време тази изключително сложна вакуумна система ясно демонстрира предимствата на технологията за 3D печат при производството на всяка сложна система.

Линк към тази статия: 3D печат влияе върху прилагането на квантовите технологии

Декларация за повторно отпечатване: Ако няма специални инструкции, всички статии на този сайт са оригинални. Моля, посочете източника за препечатване: https: //www.cncmachiningptj.com/，благодаря！