3D打印机大型化:美国花72小时制出8米长巡查艇

(原题目:Giant 3D printers for making boats, bridges, buildings and rockets)

网易科技讯 11月22日音讯,据国外媒体报导,随着3D打印技术的商业化,人们也在停止不停翻新,其应用的资料和3D打印尺寸不停扩充,打印的速度也更快,能够制船、制桥、制房子、以至于制火箭。

3D打印机大型化:美国花72小时制出8米长巡查艇

图示:Relativity Space正在使用大型间断焊接机器人造制太空火箭的零件

即等于造制一艘玻璃纤维的现代小船,也是一项漫长而繁琐的工做。工人须要先造制出一个模具,并在模具内部造做树脂和玻璃纤维层。待构构成型后再进一步打磨完成。制这样一艘船可能须要多少个月的工夫。不过,美国缅因大学的钻研人员目前只花了72个小时就制出一艘8米长的巡查艇。他们的窍门是宏大的3D打印机。

自从20世纪90年代3D打印机商业化以来,但凡被工厂用来造制模型、喷气带动机组件和牙套等小物件。如今,新一代的超大打印机即将问世,它们能够造制出比以前更大的物体,并以更快的速度打印出来。

3D打印巡查艇是美国陆军项宗旨一局部。美国缅因大学的团队与位于田纳西州的橡树岭国家尝试室(Oak Ridge National Laboratory)停止竞争,后者协助开发打印流程,而位于伊利诺斯州的Ingersoll机床公司则造制出3D打印机。缅因大学认为,对付制船这一缅因州常见的行业而言,大型3D打印机将大幅削减造制新船的老本和工夫。

规模很重要

一般来说,3D打印机能打印出的最大物体是由打印机自身大小决定的,但市面上大大都3D打印机其实不比家用冰箱大多少多。多年来,工程师们想出了各种办法来扩充规模,比如把打印安置拆置在外部支架上。但成绩往往是方法动做迟缓且打印禁绝确,造制出的工具须要大质繁琐的人工再加工。

美国缅因大学开发的打印机按捺了规模问题,其将3D打印机的喷嘴悬挂起来,此中喷出的熔融热塑性树脂,含有碳纤维。在计算机的控造下,喷嘴水平挪动,一层一层地向上构建所需对象。每一层完成后,喷嘴略微升高,在其上堆积另一层,直到物体被打印完成。

缅因大学的打印机能够以每小时70公斤的速度挤压资料,目前可以造制30米长,7米宽,3米高的工具,而且可以通过建制一个更大的龙门吊来增多造制物体的尺寸。配置喷嘴的机械臂也可以拆置主动铣削头等加工方法,从而对打印出的物体外表停止精密打磨。

3D打印机大型化:美国花72小时制出8米长巡查艇

图示:美国缅因大学的3D打印船

缅因大学还正在试图扭转分解资料的性量,使其消费过程愈加环保。项目卖力人之一的哈比卜·达格(Habib Dagher)默示,他们的目的是用一种含有50%木废品的资料来完成3D打印,这将孕育发作一种强度和分质与铝相当的复合资料。随着进一步的钻研,项目小组希望以每小时230公斤的速度打印资料。钻研人员最近还使用纤维素纤维和一种由玉米造成的树脂来打印用于建制船只屋顶的模具。为了使消费过程愈加环保,这个模具可以回收,资料可以得到再次操做。

只需按下“打印”

橡树岭能源效率主管克雷格?布鲁(Craig Blue)默示,造做模具和消费东西将是大尺寸3D打印技术的一项重要工做。模具造制之所以高贵有两个方面的起因。首先造制模具须要专业技能,而且消费的产品往往是一次性或者是小批质消费,所以没有规模经济效益。然而,对付3d打印机来说,造制一件或多件物品的老本大抵雷同。

3D打印还有其他劣势。譬喻,承包商使用橡树岭国家尝试室的系统来打印混凝土铸件的非凡外形模具。但凡,这种模具是由熟练木匠用木头造成,只能维持三到四次浇筑,所以建筑工人们须要不少这类模具。但是布鲁默示,3D打印的模具由碳纤维加强塑料组成,能够承受至少200次的浇筑。

橡树岭国家尝试室也在钻研间接打印混凝土构制的办法。建制大型3D打印平台的可行性讲明,打印摩天大楼和其他大型建筑最好不要一次性完成,而是逐步完成较小局部再停止组拆。在工厂控造条件下打印预造混凝土构件,而后现场组拆,更合适复杂的建筑构制。这也是中国清华大学的徐伟国和同事采用的办法。他们用一对机械手臂挤压混合了聚乙烯纤维的混凝土,打印出预造构件,而后组拆成横跨上海一个工业园区池塘的26米人行桥。

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