Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Работа ETH Zürich, PSI, EPFL, Лундского университета и MAX IV вышла в журнале Communications Materials 6 октября 2026 года
Исследователи из Швейцарии и Швеции методом рентгеновской съёмки rotation-XMPI восстановили ванну расплава при лазерном переплаве керамики (оксида алюминия) в 4D с частотой 25 000 объёмов в секунду. По оценке авторов статьи в Communications Materials, это в 250 раз больше, чем у прежней томографии ванны расплава (около 100 объёмов в секунду).
Томография собирает объём из проекций под многими углами, поэтому образец вращают, и скорость съёмки упирается в скорость вращения: при 25 оборотах в секунду классическая томография в ходе процесса (operando) даёт 50 объёмов в секунду.
В rotation-XMPI (rotation-enabled X-ray multi-projection imaging) пучок синхротрона делят на три луча, которые одновременно просвечивают вращающийся образец под углами 0°, 30,7° и 47,7°. Каждую проекцию пишет свой детектор с частотой 25 кГц, и объём восстанавливается на каждый кадр с шагом 40 мкс. Относительно скорости вращения авторы оценивают ускорение в 500 раз.
Трёх проекций мало для обычных алгоритмов, поэтому объёмы восстанавливает нейросетевая модель X-Hexplane, адаптация представления динамических сцен HexPlane. Предварительное обучение ей не нужно: модель подстраивается только по измеренным проекциям (self-supervised) и восстанавливает все шаги по времени совместно.
На восстановленных объёмах видно, как после включения лазера в ванне появляется и углубляется парогазовый канал (keyhole), а после выключения схлопывается и расплав затекает обратно. Те же данные авторы обработали классическим алгоритмом Gridrec (500 проекций на 180°) и методом томографии со сверхвысоким временным разрешением STRT. У Gridrec за время набора одного объёма проходит около 40 циклов лазера, и модуляции не видно. У STRT при сильном ускорении растут артефакты от нехватки углов, при слабом — размытие, чёткого канала нет. Качество rotation-XMPI проверяли сравнением со статическими эталонными объёмами.
Лабораторные испытания на образцах. Опыт поставлен на синхротроне при переплаве прямого трека на керамическом образце — оксиде алюминия с добавкой оксида железа, а не на металле и не при печати детали. Перенос метода на лазерное сплавление металлических порошков авторы называют направлением дальнейшей работы. Поле реконструкции — меньше миллиметра, запись — 28 мс. К ограничениям авторы относят сложную предобработку данных, артефакты от расщепления пучка и ручную сегментацию ванны.
При лазерном сплавлении порошкового слоя (LPBF) быстрые трёхмерные процессы в ванне расплава определяют образование дефектов и устойчивость процесса. Полные 4D-реконструкции при LPBF, по данным авторов, ограничивались примерно 100 объёмами в секунду (Makowska и др., 2023; Muther и др., 2025 — обе на керамике) — это база для оценки «в 250 раз». Томоскопия даёт около 1000 объёмов в секунду, но, как отмечают авторы, лишь в процессах, допускающих такое быстрое вращение образца, например в пенах. STRT, по опубликованным данным, ускоряет съёмку в 10–20 раз относительно томографии с поворотом на 180°.
Участники: Швейцарская высшая техническая школа Цюриха (ETH Zürich), Институт Пауля Шеррера (PSI), Федеральная политехническая школа Лозанны (EPFL), Лундский университет и его лаборатория MAX IV. Финансирование — в том числе Швейцарский национальный научный фонд (SNF, грант 228275) и Европейский исследовательский совет (ERC, грант 948426).
Для технолога аддитивного участка это исследовательский инструмент синхротрона, а не датчик для установки. Его ценность — данные о ванне и парогазовом канале внутри одного лазерного импульса, нужные для проверки численных моделей и обоснования режимов. Опыт поставлен на керамике: переносить наблюдения на металлические сплавы нельзя, метод на них не проверяли, авторы называют это перспективой. Порядок контроля напечатанных деталей на производстве эта работа не меняет. Подробнее — в статьях о 3D-печати металлом и рентгеновском контроле металлов.
Цифры приведены по полному тексту статьи в журнале (на 10 октября 2026 года — версия Article in Press, до окончательной правки). Препринт arXiv рецензирование не проходил и в части цифр расходится с журнальной версией: в нём, в частности, указана мощность лазера 75 Вт. Пресс-релиз организаций-участников на эту дату не найден.
Материал носит информационный характер и подготовлен по открытым источникам, ссылки на них приведены в тексте. Он не является публичной офертой (ст. 437 ГК РФ) и профессиональной рекомендацией.
Результаты получены авторами исследования и приведены по их публикации. ООО «Иннер Инжиниринг» их не проверяло и не гарантирует их применимость к конкретным изделиям. Подбирайте и рассчитывайте компоненты по технической документации изготовителя.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.