2020年12月3日,南极熊获悉3D打印机制造商3DSystems已与欧洲核研究组织(CERN)和荷兰国家亚原子物理研究所(Nikkef)合作,为大型强子对撞机(LHC)生产3D打印。冷却组件。他们使用3DSystems生产的DMPFlex350PBF系统打印了一组定制的钛冷却棒,用于颗粒碰撞检测实验。如果不使用3D打印,则将无法制造这些零件。 3DSystems在此方面的贡献也于2019年底获得了LHCb工业奖。 LHC中的-40°C LHC是世界上最大的粒子加速器,CERN使用它来研究高能粒子碰撞。它的长度为27公里,可以观察到四个光束交点处的碰撞,每个光束交点都包含先进的大型粒子探测器。在LHCbeauty(LHCb)实验的检测部分中,必须将140m长的光子检测条冷却至-40°C,以保持足够长的反应时间进行研究。该测试条的宽度小于2mm,并且需要由钛制成的冷却棒来对其进行冷却。鉴于冷却杆必须在非常有限的空间内均匀散发大量热量,因此设计的准确性和效率至关重要。他们最初提出的设计无法使用常规方法制造。为了使效率最大化,这些冷却棒在内部冷却剂和外部冷却剂之间需要的材料量最少,因此0.25 mm的壁厚至关重要。不幸的是,事实证明,对于长度为263 mm的钢筋,很难处理此规范。经过严格的3D打印钛合金冷却棒试验和错误阶段后,CERN最终选择了3DSystems和金属增材制造技术。欧洲核研究中心(CERN)LHCb实验项目负责人Antonio Pellegrino指出:“在一些可能的公司中,我们选择了3DSystems,他们的工程师可以将我们的设计转变为可以生产的产品。” CERN团队和3DSystems工程师的应用程序共同努力,将冷却棒设计修改为3D可打印的,同时保留了精确的功能。最后,壁厚为0.25mm,密封几何形状由3DSystems制造。获得了高强度LaserFormTiGr23粉末。最终设计包括焊接在一起的反光镜A和B组件,并且需要最少的手动组装。棒料还经过了重新设计,带有平行的冷却通道,以确保在后处理过程中100%去除粉末。根据一系列压力测试的结果,该团队希望这些组件至少可以使用十年。由于几乎不需要组装,并且使用一种材料以优化的形式创建零件,因此使用寿命会更长。
