3D Systems与CERN合作 为LHC制作3D打印冷却组件
2020年12月3日，南极熊获悉，3d打印机制造商3d systems与欧洲核研究组织（cern）、荷兰国家亚原子物理研究所（nikkef）合作，为大型强子对撞机（lhc）制作3d打印冷却组件。
他们使用3d systems公司生产的dmp flex 350 pbf系统打印了一套定制的钛冷却棒，用于粒子碰撞检测实验，如果不使用3d打印那么这些零件将无法制造。3d systems也因为这一贡献在2019年末被授予lhcb行业奖。
lhc中的－40℃环境
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，可以在四个光束交叉点进行碰撞观察，每个交叉点都包含先进的大粒子探测器。
在lhc beauty（lhcb）实验的检测部分，必须将一条长140m的光子检测条冷却至－40°c，以保持足够长的反应时间从而进行研究。这个检测条的宽度小于2mm，需要钛制冷却棒来为其执行冷却。鉴于冷却棒必须在非常有限的空间内均匀地散发大量热量，因此设计的精度和效率至关重要。
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，这些冷却棒在内部和外部冷却剂之间所需的材料最少，因此0．25mm的壁厚至关重要。不幸的是，事实证明，这种规格对于长度263mm的棒材很难加工。
3d打印钛合金冷却棒
经过严格的反复试验阶段，cern最终选择3d systems及金属增材制造技术。欧洲核子研究中心（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3d systems，他们的工程师能够将我们的设计转化为可以生产的产品。”
cern团队与3d systems的应用工程师合作，将冷却棒设计修改为可3d打印，同时保留了精确功能。最终实现了0．25mm的壁厚，以及由3d systems的高强度laserform ti gr23粉末制成的密封几何形状。最终设计包括焊接在一起的镜面a和b组件，并且需要最少的手动组装。棒料也经过重新设计，具有平行的冷却通道，可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，团队预计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了零部件，寿命会更长。
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