近日，機(jī)床和激光技術(shù)方案提供商德國(guó)通快集團(tuán)(TRUMPF)作為歐盟I.FAST項(xiàng)目的重要成員，以增材制造的方式制造了未來粒子加速器的一個(gè)核心部件。它的特別之處在于：首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)這一關(guān)鍵銅部件的整體打印。通快增材制造專家Michael Thielmann表示，“這證明了我們的設(shè)備可以高精度打印高達(dá)400毫米的大型銅部件。而且3D打印讓高精密零部件的生產(chǎn)制造更快、更便宜、更節(jié)能。”這家高科技公司將在本周在法蘭克福舉行的3D打印展覽會(huì)Formnext上展示這個(gè)粒子加速器部件。
 

3D打印的純銅射頻四極加速器（RFQ）
 

　　該部件簡(jiǎn)稱射頻四極加速器(Radio Frequency Quadrupole)，是任何大型加速器設(shè)備中最復(fù)雜的部件之一。RFQ為粒子束提供能量，使其不斷接近光速。“目前全世界有超過3萬臺(tái)加速器，其中大部分用于醫(yī)療和工業(yè)。”I.FAST的項(xiàng)目協(xié)調(diào)員、歐洲核子研究組織(CERN)的Maurizio Vretenar提到，“增材制造可以優(yōu)化和縮短加速器的制造過程，降低制造成本，在減小加速器占地面積的同時(shí)，大幅提高其性能。”
 

　　TruPrint 5000 綠光版讓銅加工更高效穩(wěn)定
 

　　此前，歐洲核子研究組織(CERN)乃至整個(gè)工業(yè)界制造的RFQ都是采用傳動(dòng)機(jī)加工的方式 —— 許多單獨(dú)的生產(chǎn)步驟，如銑削和釬焊等，時(shí)間和成本投入巨大。增材制造的出現(xiàn)，節(jié)省了許多中間步驟。例如，通快3D打印設(shè)備在打印RFQ時(shí)能圍繞空隙進(jìn)行建造，如冷卻通道。
 

銅對(duì)綠光的吸收率是近紅外激光的8倍
 

　　通快中國(guó)增材制造技術(shù)兼業(yè)務(wù)拓展負(fù)責(zé)人李忠輪先生表示，“銅在室溫下對(duì)近紅外光的吸收率僅為5%，這意味著加工窗口十分的窄，很難找到完美的參數(shù)，加工效率也很低，部件無論是力學(xué)性能還是導(dǎo)電率都受到很大的限制。另外，95%的能量反射對(duì)于設(shè)備本身的傷害也是巨大的。而銅對(duì)綠色波長(zhǎng)的激光吸收率很高，接近40%，是近紅外激光的8倍。好的吸收率意味著比較寬的加工窗口，部件力學(xué)性能和電導(dǎo)率都能大大提升。同時(shí)反射率的減少可以使得加工過程更加穩(wěn)定和高效。