為了解決金屬3D打印中的孔隙和缺陷問題，美國勞倫斯—利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室（Lawrence Livermore National Laboratory，簡稱LLNL）的研究人員試驗(yàn)了被稱為貝塞爾光束（Bessel beams）的奇特光學(xué)光束形狀。他們發(fā)現(xiàn)這種光束具有自我修正和非衍射性，并減少了孔隙形成和“鍵合”（keyholing）的出現(xiàn)，而高斯光束（Gaussian beams）的使用加劇了孔隙的誘發(fā)現(xiàn)象。相關(guān)發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》期刊上。
基于激光的3D打印技術(shù)極大擴(kuò)展了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，但傳統(tǒng)用于金屬打印的激光束可能導(dǎo)致產(chǎn)品缺陷和機(jī)械性能不佳。為解決這一問題，LLNL研究人員探索在高功率激光打印中將常用的高斯光束替換成別的光束。研究人員表示，利用貝塞爾光束可將能量配置在遠(yuǎn)離中心的位置，即可主動設(shè)計(jì)熱曲線并減少熱梯度，以優(yōu)化微觀結(jié)構(gòu)的形成，從而獲得更精細(xì)的器件和更光滑的表面。貝塞爾光束大幅擴(kuò)展了激光掃描的參數(shù)空間，實(shí)現(xiàn)了理想的熔池形狀：既不會太淺，也不會出現(xiàn)鍵合現(xiàn)象。貝塞爾光束由于其非衍射特性，可提供更大的聚焦深度。
