تؤثر الطباعة ثلاثية الأبعاد على تطبيق تقنية الكم

يمكن تحقيق تكامل الهيكل من خلال الطباعة ثلاثية الأبعاد ، مما يلغي الحاجة إلى تصميم مفصل الفراغ الأصلي ، ودمج الوظائف وتقليل حجم مكونات الفراغ ، وتقليل الوزن وزيادة الطاقة. هذه هي فائدة مكونات الفراغ المطبوعة ثلاثية الأبعاد لتطبيقات تكنولوجيا الكم

في السابق ، كان من الصعب تحقيق فكرة تصنيع مكونات الفراغ عن طريق الطباعة ثلاثية الأبعاد بسبب مشاكل المسامية والقوة الميكانيكية للأجزاء المصنوعة بواسطة تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد ذات طبقة المسحوق المعدنية. ومع ذلك ، فإن أحدث التطورات في تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لصهر المعادن بطبقة المسحوق قد طورت قدرة العملية على تلبية متطلبات الكثافة والخصائص الميكانيكية. بفضل هذه التطورات ، بدأت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد من خلال ذوبان طبقة البودرة المعدنية في معالجة المكونات الرئيسية في العديد من المجالات. التصميم والتصنيع لهما تأثير عميق.

بعد تصنيع وحدة التفريغ المتكاملة هذه ، قام العلماء بتطبيقها في بيئة شديدة الضغط لإنشاء غرفة مفرغة يمكنها استيعاب ضغوط عالية جدًا ، مما يوفر الأداء المطلوب لالتقاط السحب الذرية الباردة. يتم تبريد الذرات وتثبيتها في مكانها عن طريق مزيج من شعاع الليزر والمجال المغناطيسي.

لجعل مكونات الفراغ خفيفة قدر الإمكان ، قام العلماء بتحسين هندسة منافذهم ، وتقليل المسافة بينها ، وإضافة قشرة داخلية رقيقة لاستيعاب UHV. بالإضافة إلى ذلك ، يتم الحفاظ على تناسق تصميم الغرفة ، مما يضمن بقاء المنفذ عموديًا على مسار حزمة شعاع الليزر ، مما يساعد على تقليل خسائر الإرسال البصري.

العملية برمتها هي واحدة من أكثر التطبيقات الرائعة والأصيلة والأفضل من نوعها في مجال تصنيع المواد المضافة حتى الآن. كما هو الحال مع جميع أنظمة التبادل الحراري المصنعة بواسطة الطباعة ثلاثية الأبعاد ، فإن تصميم مجموعة الفراغ يحتوي على هيكل شبكي يزيد من مساحة السطح الخارجية إلى نسبة حجم الغرفة ويساهم في تبديد الحرارة. تصميم الحجرة النهائي متوافق مع معدات التفريغ الفائقة الفائقة القياسية. 

بالإضافة إلى الحجرة ، طورت Add Scientific ملفًا مغناطيسيًا لتشكيل ملف مع قناة مدمجة مبردة بالماء لاستكشاف مزايا التصنيع الإضافي.

يتم إنتاج تجميع الفراغ باستخدام سبائك الألومنيوم AlSi10Mg (سبائك الألومنيوم الأكثر استخدامًا في تصنيع المواد المضافة) نظرًا لقوتها النوعية العالية 3 وكثافتها المنخفضة. بالإضافة إلى المعالجة الحرارية النموذجية ، تستخدم المضافة العلمية أيضًا معالجة حرارية منفصلة "الشيخوخة" لزيادة قوة المادة.

اعتبار آخر هو السطح الخشن للأجزاء المصنوعة بواسطة تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لصهر المعادن بطبقة مسحوق PBF. بالنسبة لتطبيقات UHV ، يُعتقد أن زيادة مساحة السطح تزيد من احتمالية إطلاق الغازات. ومع ذلك ، بعد إجراء اختبارات مكثفة ، وجد الفريق أن نطاق درجة حرارة التشغيل المقبولة وصل إلى 3 درجة مئوية حتى دون مزيد من التحسين للمادة والطبقة الواقية.

بالنسبة لتطبيقات تكنولوجيا الكم ، فإن مزايا مكونات الفراغ المطبوعة ثلاثية الأبعاد واضحة. إن جودة النموذج الأولي MOT المصنوع من قبل Add Scientific هي 3 جرامًا - أخف بنسبة 245٪ من مكافئ الفولاذ المقاوم للصدأ المتاح تجاريًا.

هذا يوفر لفريق البحث الكثير من مساحة المختبر القيمة وخطوة مهمة نحو قابلية الأجهزة المستقبلية. من حيث المبدأ ، إذا تم دمج الحجرة في نظام مصمم خصيصًا ومحسّنًا بشكل أكبر ، فيمكن تصغير الغرفة.

مع الرغبة في التكنولوجيا الكمومية والنضج السريع للأسواق ذات الصلة ، فإن تطوير قدرة مكونات غرفة التفريغ المدمجة مع هياكل الطباعة ثلاثية الأبعاد سيدعم بشكل كبير البرنامج الوطني لتكنولوجيا الكم في المملكة المتحدة والتزام الحكومة بتطوير صناعة تكنولوجيا الكم في المملكة المتحدة .

على المدى الطويل ، من المرجح أن تقود تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد الثورة في تصميم نظام الفراغ. من الواضح أن إدخال تقنية التصنيع المضافة في نظام الفراغ سيؤثر على تطبيق تكنولوجيا الكم المحمولة ، وقد يؤثر أيضًا على العالم العلمي والصناعي الأوسع. في الوقت نفسه ، يوضح نظام التفريغ شديد التعقيد هذا بوضوح مزايا تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في تصنيع أي نظام معقد.

رابط لهذه المقالة ： تؤثر الطباعة ثلاثية الأبعاد على تطبيق تقنية الكم

إعادة طبع بيان: إذا لم تكن هناك تعليمات خاصة ، فإن جميع المقالات الموجودة على هذا الموقع أصلية. يرجى الإشارة إلى مصدر إعادة الطباعة: