近日，全球领先的机床和激光技术方案提供商德国通快集团（TRUMPF）作为欧盟I.FAST项目的重要成员，首次以增材制造的方式制造了未来粒子加速器的一个核心部件。它的特别之处在于：首次实现了对这一关键铜部件的整体打印。
通快增材制造专家Michael Thielmann表示，“这证明了通快的设备可以高精度3D打印高达400毫米的大型铜部件。而且3D打印让高精密零部件的生产制造更快、更便宜、更节能。”这家高科技公司正在本周在德国法兰克福举行的3D打印展览会Formnext上展示这个粒子加速器部件。
3D打印的纯铜射频四极加速器（RFQ）
©通快集团
射频四极加速器（Radio Frequency Quadrupole），是任何大型加速器设备中最复杂的部件之一。射频四极加速器为粒子束提供能量，使其不断接近光速。
“目前全世界有超过3万台加速器，其中大部分用于医疗和工业。”I.FAST的项目协调员、欧洲核子研究组织（CERN）的Maurizio Vretenar提到，“增材制造可以优化和缩短加速器的制造过程，降低制造成本，在减小加速器占地面积的同时，大幅提高其性能。”
© 3D科学谷白皮书
TruPrint 5000 绿光版让铜加工更高效稳定
此前，欧洲核子研究组织乃至整个工业界制造的射频四极加速器都是采用传动机加工的方式 —— 许多单独的生产步骤，如铣削和钎焊等，时间和成本投入巨大。增材制造的出现，节省了许多中间步骤。例如，通快3D打印设备在打印射频四极加速器时能围绕空隙进行建造，如冷却通道。
铜对绿光的吸收率是近红外激光的8倍
通快中国增材制造技术兼业务拓展负责人李忠轮先生表示，“铜在室温下对近红外光的吸收率仅为5%，这意味着加工窗口十分的窄，很难找到完美的参数，加工效率也很低，部件无论是力学性能还是导电率都受到很大的限制。另外，95%的能量反射对于设备本身的伤害也是巨大的。而铜对绿色波长的激光吸收率很高，接近40%，是近红外激光的8倍。好的吸收率意味着比较宽的加工窗口，部件力学性能和电导率都能大大提升。同时反射率的减少可以使得加工过程更加稳定和高效。”
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