北京研究人员正在探索更好的方法来鉴定离子光学，通过增材制造制造钼组件。他们的研究结果最近发表在“ 用于离子推进器中的网格和保持器电极的3D打印钼 ”中。
离子推进器的主要部件是离子光学器件和保持器，光学器件在发动机的几何形状中起主要作用。然而，它们的侵蚀限制了离子推进器的寿命。保持器旨在保护空心阴极免受“离子轰击”，导致阴极放电接通，金属和由碳制成的材料通常用于产生必要的电极。钼是用于离子光学和保持器制造的常见金属材料。
在SLM机器的构建室内部，具有制造活塞（左），其上已经附接构建板，以及粉末输送活塞（右），金属粉末已经在其上展开。当所需的所有粉末都装在粉末输送活塞上时，打印过程开始，其表面变平并与制造活塞上的底板对齐。
“在碳基材料中，其（热膨胀系数）CTE几乎为零且溅射产率低于钼，石墨是常规选择，因为它的可负担性和业界对其制造方法的高度了解，虽然热解石墨和碳 - 碳复合材料也曾多次用于安装在重要推进器上的离子光学系统，“研究人员表示。
为简化离子光学系统的制造，北京理工大学进行了一项研究，主要围绕电动推进器零件的3D打印钼。它成功并且仍处于开发阶段，到目前为止已经生产了几种健康的电极组。研究人员为该项目选择了激光熔化（SLM），这主要得益于其在金属印刷方面的能力，同时也因为其提供的精度水平，特别是航空航天应用。常用的金属材料是钛，铝和不锈钢。
BIT的一项研究项目创造了以前用钛制成的几种3D打印离子光学元件，以进一步研究Additively Manufactured Ion Optics概念。另一项研究测量了能量密度，涉及：
通过SLM印刷钼组件，随着研究的进行，他们决定使用离子光学材料安装在实验室的离子源上进行测试。
“在不同的制造工艺上印刷了几组屏幕和加速器网格，并研究了输出，以验证SLM设备能够产生所需厚度的光学器件并正确定位孔径阵列。对网格进行了检查，发现它们符合设计要求，“作者说。
尽管研究人员表示“迄今为止没有出现任何挑战”，但是饲养员的3D打印仍处于开发阶段。研究人员表示，由于光学系统和保持器都不是“特别需要的元件”，因此SLM钼不一定能提供与固体金属相同的机械性能。
青岛3d打印在SLM制造过程结束时，有四组屏幕和加速器网格以及几个立方样本。在制造完成之后，组件被未烧结的粉末包围，该粉末将被移除并用于下一过程。
“结果表明，当制造过程中施加的能量密度接近产生耐火材料的最大能量密度时，SLM钼的机械和热性能接近固体金属的机械和热性能，即，对于约300Jmm-3的值。这一事实与输出的孔隙度有关，随着能量密度的增加而降低，“研究人员总结道。“选择性激光熔化材料的溅射腐蚀行为尚未得到评估，但应该在添加制造的部件符合实际电力推进应用之前进行研究。”