Rayos X capturan la fusión del metal a 25 000 fotogramas por segundo exprés
El láser funde el polvo metálico capa a capa, y dentro del baño hirviente aparecen y colapsan burbujas de vapor en milisegundos. Ver esta cocina en acción no había sido posible antes: el tomógrafo de rayos X, que toma imágenes tridimensionales, es demasiado lento. La muestra debe girar, y para entonces el fundido ya ha cambiado cien veces.
Ingenieros de Suecia encontraron la solución. En lugar de un solo haz de rayos X, dirigieron tres haces simultáneos sobre la muestra, divergiendo en abanico. Al girar la muestra a 25 revoluciones por segundo, obtienen tres ángulos a la vez. Un programa especial basado en redes neuronales reconstruye una imagen volumétrica a partir de esas tres imágenes planas, igual que el cerebro reconstruye la profundidad a partir de dos ojos.
El método se probó fundiendo cerámica de óxido de aluminio. En la grabación se ve cómo el baño fundido se estira y en su interior pulsa una cavidad de vapor, la principal culpable de la porosidad en las piezas impresas. Antes estos movimientos se emborronaban en una mancha; ahora son nítidos, como en cámara lenta.
Este "ojo" de rayos X ayudará a ajustar los láseres para que las burbujas no queden atrapadas en el metal. Así, las piezas para aviones e implantes serán más resistentes y fiables.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2603.14391
Advancing additive manufacturing, e.g., laser powder-bed fusion (LPBF), requires resolving rapid processes such as melt-pool dynamics and keyhole evolution in 4D (3D + time). Operando X-ray tomography is a state-of-the-art approach for 4D characterization, but its temporal resolution is fundamentally constrained by the sample rotation speed, limiting achievable 4D imaging rates and preventing the resolution of these fast phenomena. Here we present rotation-enabled X-ray Multi-Projection Imaging (rotation-XMPI), which captures three angularly resolved projections per time step and thereby decouples temporal resolution from the sample rotation speed. Combined with a self-supervised deep-learning reconstruction framework for multi-angle inputs, rotation-XMPI enables high-fidelity 4D imaging at unprecedented speed. We demonstrate the approach in an operando alumina laser-remelting experiment at MAX IV using three beamlets combined with 25 Hz sample rotation. Rotation-XMPI resolves melt-pool morphology and keyhole evolution; in contrast, conventional and limited-angle tomography remain rotation-limited, and motion blur prevents resolving these dynamics. Overall, rotation-XMPI delivers a 250-fold increase relative to state-of-the-art melt-pool imaging, effectively achieving 25,000 reconstructed volumes per second. This method establishes a practical route to scalable ultrafast 4D imaging for additive manufacturing and other materials processes.
En un segundo, el nuevo método toma tantas imágenes volumétricas como un tomógrafo convencional en cuatro minutos.