雖然當前的3D打印技術發展得很快，但是它確實在工藝本身和最終產品上偶然會出現缺陷。美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的研究人員正在更深入地探究這些缺陷發生的原因，以及如何對工藝進行改進。 

    眾所周知，3D打印大多依靠熱能發揮作用，由此帶來的熱量和溫度波動會引起殘余應力，造成最終的制成品會出現一些問題。

    而測量應力，以弄清楚如何防止它的出現，正是在LLNL的Amanda Wu和她的團隊正在做的事情。Wu和團隊成員Wayne King、Gilbert Gallegos和Mukul Kumar都參與了LLNL發起的金屬增材制造的加速認證（ACAMM）的戰略倡議。

Amanda Wu

    吳和她的團隊也很幸運的與美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室（LANL）建立了合作關系，由LANL使用中子衍射（ND）技術幫助他們測試并驗證研究結果的有效性。這點的確是一個幸運的合作，在全美只有三個聯邦研究實驗室擁有進行中子衍射研究所需的高能中子源。

    吳和她的團隊使用破壞性分析，這是一種傳統的方法，并結合高科技的數字散斑相關方法（DIC）。他們用3D打印部件前后的圖像獲得的定量數據來測量3D打印的部件的應力。這是分析問題都會有的一個很簡單的思路，但難的是如何實施。 

    使用帶雙攝像頭設置的DIC技術，Wu和她的團隊能夠研究溫度對3D打印產品的影響，并測量外部殘余應力。然后由LANL的 Donald Brown參與進來，使用中子衍射技術進行測量，簡單地說，該技術它能夠及時探查并發現它正在發生什么事情。 

    “我們花了很多時間對殘余應力進行了系統的研究，這使我們能夠對以前無法量化的東西進行測量。”吳說。“這對于校準我們的增材參數，使殘余應力最小化是至關重要的。”

    如果一個3D打印的部件能夠不受殘余應力的影響，它會完美、無失真地結合在一起。這是研究殘余應力的關鍵，因為當它影響到3D打印的產品是，該應力就會發生并顯示在切割界面。Wu和她的研究小組可以分析之前和之后的圖像，并利用零部件上的斑點圖案，以檢測失真。

Amanda Wu使用DIC方法對增材制造的部件進行成像

    LLNL團隊的DIC結果經過了中子衍射實驗的驗證。這些發現是突破性的，因為它們證明了應力和激光功率、速度之間的相關性，以及如何調整激光掃描矢量長度才能更正確地控制溫度和減少失真引起的應力，及旋轉所述激光掃描矢量。 

    該團隊研究結果的意義在于，能夠幫助3D打印行業：

    在制造過程中校準過程參數，以減少殘余應力。

    調整激光設置（功率和速度）、掃描參數（模式、方向角和重疊），以制造出更可靠的部件。