激光粉床融合（Laser powder bed fusion）是目前使用最广泛的金属增材制造工艺，正彻底改变制造业，是一种至关重要的金属3D打印技术。然而，所产生的孔隙率缺陷一直阻碍着将这项3D打印技术进一步用于疲劳敏感型应用领域。研究表明，在高功率，低扫描速度的激光熔融条件下,所产生的具有深而窄蒸汽凹陷（vapor depressions）的锁孔（keyholes）与这些孔隙有关。

近日，清华大学赵沧助理教授，美国卡内基梅隆大学Anthony D. Rollett，弗吉尼亚大学Tao Sun报道了利用高速X射线成像技术，详细揭示了由锁孔尖端临界失稳引起的Ti-6Al-4V中孔结构的形成过程。

文章要点

1）结果显示，处于功率-速度（P-V）空间的锁孔孔隙具有尖锐、平滑的边界形貌，同时在光板和粉床之间变化不大。

2）研究人员发现了一种新的机制，即临界失稳锁孔在熔体池中产生声波，为锁孔尖端附近的气孔提供额外而重要的驱动力，使其远离锁孔并成为缺陷。

研究工作为锁孔的形成提供了新的见解。

Cang Zhao, et al, Critical instability at moving keyhole tip generates porosity in laser melting, Science, 2020

DOI: 10.1126/science.abd1587

http://science.sciencemag.org/content/370/6520/1080