Η τρισδιάστατη εκτύπωση επηρεάζει την εφαρμογή της κβαντικής τεχνολογίας

Η ενσωμάτωση της δομής μπορεί να επιτευχθεί μέσω της τρισδιάστατης εκτύπωσης, εξαλείφοντας την ανάγκη για τον αρχικό σχεδιασμό άρθρωσης κενού, ενσωματώνοντας λειτουργίες και μειώνοντας το μέγεθος των εξαρτημάτων κενού, μειώνοντας το βάρος και αυξάνοντας την ισχύ. Αυτό είναι το πλεονέκτημα των τρισδιάστατων εκτυπωμένων εξαρτημάτων κενού για εφαρμογές κβαντικής τεχνολογίας

.Προηγουμένως, η ιδέα της κατασκευής εξαρτημάτων κενού με τρισδιάστατη εκτύπωση ήταν δύσκολο να επιτευχθεί λόγω προβλημάτων με το πορώδες και τη μηχανική αντοχή των εξαρτημάτων που κατασκευάζονταν από τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης τήξης μετάλλου σε σκόνη. Ωστόσο, οι πιο πρόσφατες εξελίξεις στην τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης τήξης μετάλλων σε στρώμα σκόνης έχουν βελτιώσει την ικανότητα της διαδικασίας ώστε να πληρούνται οι απαιτήσεις για πυκνότητα και μηχανικές ιδιότητες. Χάρη σε αυτές τις προόδους, η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης μέσω της τήξης μετάλλων σε σκόνη έχει αρχίσει να αντιμετωπίζει βασικά στοιχεία σε πολλούς τομείς. Ο σχεδιασμός και η κατασκευή έχουν βαθύ αντίκτυπο.

Μετά την κατασκευή αυτής της ολοκληρωμένης μονάδας κενού, οι επιστήμονες το εφάρμοσαν σε ένα περιβάλλον εξαιρετικά υψηλής πίεσης για να δημιουργήσουν έναν θάλαμο κενού που μπορεί να φιλοξενήσει πολύ υψηλές πιέσεις, παρέχοντας την απαιτούμενη απόδοση για τη σύλληψη ψυχρών ατομικών νεφών. Τα άτομα ψύχονται και συγκρατούνται στη θέση τους με συνδυασμό ακτίνων λέιζερ και μαγνητικού πεδίου.

Για να κάνουν τα συστατικά κενού όσο το δυνατόν πιο ελαφριά, οι επιστήμονες έχουν βελτιώσει τη γεωμετρία των θυρών τους, ελαχιστοποιώντας το διάστημα μεταξύ τους και προσθέτοντας ένα λεπτό εσωτερικό δέρμα για να φιλοξενήσει το UHV. Επιπλέον, διατηρείται η συμμετρία του σχεδιασμού του θαλάμου, διασφαλίζοντας ότι η θύρα παραμένει κάθετη προς τη διαδρομή δέσμης της δέσμης λέιζερ, η οποία βοηθά στην ελαχιστοποίηση των απωλειών οπτικής μετάδοσης.

Η όλη διαδικασία είναι μια από τις πιο συναρπαστικές, πρωτότυπες και καλύτερες εφαρμογές παραγωγής πρόσθετων μέχρι σήμερα. Όπως συμβαίνει με όλα τα συστήματα ανταλλαγής θερμότητας που κατασκευάζονται με τρισδιάστατη εκτύπωση, ο σχεδιασμός του συγκροτήματος κενού περιέχει μια δομή πλέγματος που αυξάνει την αναλογία εξωτερικής επιφάνειας προς όγκο του θαλάμου και συμβάλλει στην απαγωγή θερμότητας. Ο τελικός σχεδιασμός θαλάμου είναι συμβατός με τον τυπικό εξοπλισμό κενού υπερυψηλού UHV. 

Εκτός από τον θάλαμο, η Added Scientific έχει αναπτύξει ένα ένθετο σχηματισμού μαγνητικού πηνίου με ενσωματωμένο υδρόψυκτο κανάλι για να διερευνήσει τα πλεονεκτήματα της κατασκευής προσθέτων.

Το συγκρότημα κενού παράγεται χρησιμοποιώντας κράμα αλουμινίου AlSi10Mg (το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο κράμα αλουμινίου στην κατασκευή προσθέτων) λόγω της υψηλής ειδικής αντοχής 3 και της χαμηλής πυκνότητας. Εκτός από την τυπική θερμική επεξεργασία, η πρόσθετη Scientific χρησιμοποιεί επίσης μια ξεχωριστή θερμική επεξεργασία "γήρανσης" για να αυξήσει την αντοχή του υλικού.

Ένα άλλο ζήτημα είναι η τραχιά επιφάνεια των εξαρτημάτων που κατασκευάζονται από την τεχνολογία εκτύπωσης τρισδιάστατης τήξης μετάλλου PBF σε σκόνη. Για εφαρμογές UHV, η αυξημένη έκταση πιστεύεται ότι αυξάνει την πιθανότητα εξαερισμού. Ωστόσο, μετά από εκτεταμένες δοκιμές, η ομάδα διαπίστωσε ότι το αποδεκτό εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας έφτασε τους 3 ° C ακόμη και χωρίς περαιτέρω βελτιστοποίηση του υλικού και του προστατευτικού στρώματος.

Για εφαρμογές κβαντικής τεχνολογίας, τα πλεονεκτήματα των τρισδιάστατων τυπωμένων στοιχείων κενού είναι προφανή. Η ποιότητα του πρωτοτύπου MOT που κατασκευάστηκε από την Add Scientific είναι 3 γραμμάρια - 245% ελαφρύτερο από το εμπορικά διαθέσιμο ισοδύναμο ανοξείδωτου χάλυβα.

Αυτό σώζει την ερευνητική ομάδα πολύτιμου εργαστηρίου και ένα σημαντικό βήμα προς τη φορητότητα των μελλοντικών συσκευών. Κατ 'αρχήν, εάν ο θάλαμος είναι ενσωματωμένος σε ένα ειδικά σχεδιασμένο και περαιτέρω βελτιστοποιημένο σύστημα, ο θάλαμος μπορεί να γίνει μικρότερος.

Με την επιθυμία για κβαντική τεχνολογία και την ταχεία ωριμότητα των σχετικών αγορών, η ανάπτυξη της χωρητικότητας των εξαρτημάτων θαλάμου κενού που είναι ενσωματωμένα σε τρισδιάστατες εκτυπωτικές δομές θα υποστηρίξει σε μεγάλο βαθμό το Εθνικό Πρόγραμμα Κβαντικής Τεχνολογίας του Ηνωμένου Βασιλείου και τη δέσμευση της κυβέρνησης για ανάπτυξη της βιομηχανίας κβαντικής τεχνολογίας στο Ηνωμένο Βασίλειο .

Μακροπρόθεσμα, η τεχνολογία εκτύπωσης 3D είναι πιθανό να οδηγήσει την επανάσταση στο σχεδιασμό του συστήματος κενού. Η εισαγωγή της τεχνολογίας παραγωγής πρόσθετων στο σύστημα κενού θα επηρεάσει προφανώς την εφαρμογή φορητής κβαντικής τεχνολογίας και μπορεί επίσης να επηρεάσει τον ευρύτερο επιστημονικό και βιομηχανικό κόσμο. Ταυτόχρονα, αυτό το εξαιρετικά περίπλοκο σύστημα κενού δείχνει σαφώς τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας 3D εκτύπωσης στην κατασκευή οποιουδήποτε σύνθετου συστήματος.

Σύνδεσμος σε αυτό το άρθρο: Η τρισδιάστατη εκτύπωση επηρεάζει την εφαρμογή της κβαντικής τεχνολογίας

Δήλωση επανεκτύπωσης: Εάν δεν υπάρχουν ειδικές οδηγίες, όλα τα άρθρα σε αυτόν τον ιστότοπο είναι πρωτότυπα. Παρακαλώ αναφέρετε την πηγή για την επανέκδοση: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks!