當機械工程博士。候選人 William Frieden Templeton 原本打算仔細研究雷射粉末床熔合 (PBF-LB) 工藝參數如何影響微觀結構，但他從未想到會發現以前在 PBF-LB 增材製造中被忽視的製造缺陷。

縮孔是金屬鑄件中的常見缺陷，當金屬從液態轉變為固態時形成。金屬在冷卻和凝固時體積收縮，如果這種收縮不能被剩餘的液態金屬回填，因為液態金屬的流動路徑被凝固的微觀結構阻塞，我們就會得到縮孔。

「這些缺陷發生在微觀結構的尺度上，如果你沒有預料到它們，真的很難發現，」弗里登·坦普爾頓說。“使用光學顯微鏡，它們通常看起來像小的拋光刮痕。”

由於採用逐層 PBF-LB 列印工藝，重熔可以消除這些縮孔，或者如果它們更靠近零件表面，則可以在列印後加工過程中將其除去，從而使這些缺陷不再是問題。然而，當這些孔隙形成得足夠深，以至於下一個金屬層在重熔過程中無法將它們去除時，就會出現問題。

機械工程助理教授 Sneha Narra Prabha Narra 表示：“現在有人根據凝固和 L-PBF 加工原理解釋了縮孔的發生。”

"Further, we were also able to map it as a function of processing conditions and present this information in a form that is easy for researchers and engineers to interpret during process parameter development. This was only possible because of the interdisciplinary and collaborative nature of this專案."

Frieden Templeton 正在學習由合著者、材料科學與工程學教授 Chris Pistorius 教授的凝固加工課程；大約在同一時間，他正在描述這項工作中涉及的樣本，這使他能夠將他的課程作業和實際情況聯繫起來。研究迅速地。

納拉說：“這是一個恰當的例子，說明當學生願意將研究生課程應用於他們正在進行的研究時，會發生什麼。”“在卡內基梅隆大學經常出現這種情況。對缺陷形成的機制的理解使我們能夠提出緩解策略。”

近年來，PBF-LB 的製程參數開發取得了重大進展，使該製程能夠實現始終如一的高零件品質。雖然這項工作的結果可能不會改變先前建立的製程參數，因為大多數都是在較低的列印溫度（約 100°C）下創建的。在未來的工作中，製造商需要注意積層製造的這種缺陷。

Frieden Templeton 表示：“這將特別影響研究人員和製造商，他們致力於開發在接近 500°C 的高溫下進行列印的製程參數，以及列印易受局部溫度升高影響的複雜幾何形狀。”

「除了我們的研究結果之外，我想強調研究人員在收集和分析數據時保持開放心態的重要性。我們開始這個計畫時並沒有期望觀察收縮孔隙率，因為現有文獻中並不經常提到它。

這項研究是與匹茲堡大學的研究人員合作完成的；Albert To、Shawn Hinnebusch 和 Seth Strayer 使用積層製造模擬來設計這些實驗並製造樣品，作為 NASA 支援的正在進行的專案的一部分。

工作是發表在日記中材料學報。