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Fusión de lecho de polvo de cobre puro con láser rojo y verde en combinación con un post-procesamiento químico para la fabricación de cavidades de RF

Autores: Mayerhofer, Michael; Brenner, Stefan; Dickmann, Marcel; Doppler, Michael; Gruber, Samira; Helm, Ricardo; Lopez, Elena; Maier, Verena; Mitteneder, Johannes; Neukirchen, Carsten; Nedeljkovic-Groha, Vesna; Reinarz, Bernd; Schuch, Michael; Stepien, Lukas; Dollinger, Günther

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Fusión de lecho de polvo de cobre puro con láser rojo y verde en combinación con un post-procesamiento químico para la fabricación de cavidades de RF


Categoría

Gestión y administración

Subcategoría

Gestión del conocimiento

Palabras clave

Aceleradores de partículas
Cavidades de radiofrecuencia
Fusión por láser en lecho de polvo
Láser rojo
Láser verde
Recocido

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los aceleradores de partículas lineales (Linacs) están compuestos principalmente por cavidades de radiofrecuencia. En comparación con la fabricación tradicional, la Fusión de Polvo por Láser (L-PBF) tiene el potencial de fabricar cavidades en una sola pieza, mejorando el rendimiento del Linac y reduciendo significativamente los costos de inversión. Sin embargo, la cuestión de si el PBF con láser rojo o verde produce mejores resultados para el cobre puro sigue siendo un tema de debate. Ocho cavidades de celda única de 4.2 GHz fueron fabricadas a partir de cobre puro utilizando tanto PBF rojo como verde. Posteriormente, la rugosidad superficial de las cavidades se redujo mediante un método de post-procesamiento químico (Hirtisation) y se recocieron a 460 grados Celsius para maximizar su factor de calidad. La precisión geométrica de las cavidades impresas se evaluó utilizando métodos ópticos y mediciones de frecuencia resonante. La conductividad superficial se determinó midiendo el factor de calidad de las cavidades. Se utilizó microscopía de escaneo láser para la caracterización de la rugosidad superficial. El impacto del recocido se cuantificó utilizando Espectroscopía de Rayos X Dispersivos por Energía y Difracción por Retrodispersión Electrónica para evaluar las propiedades químicas de la superficie y el tamaño de grano. Tanto las cavidades R como las G lograron la precisión geométrica necesaria. Las cavidades R alcanzaron un 95% después de una eliminación de material de 40 um. Las cavidades G lograron aproximadamente un 80% después de una eliminación máxima de material de 160 um. El recocido aumentó el factor de calidad en un promedio de aproximadamente un 5%. El proceso de fabricación aditiva es al menos equivalente a la fabricación convencional para producir cavidades en el rango de bajo gradiente. Las cavidades presentadas justifican las primeras pruebas de alto gradiente.

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