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3D打印里程碑:美Livermore国家实验室研发现状

2014-01-20 16:10
瑾年Invader
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  Lawrence Livermore国家实验室位于加州,从美国联邦政府获得开发资金,其研究也侧重于国防技术方向。该试验室的科学家们正在致力于开发多材料复合3D打印技术,即使在3D打印工艺中使用多种材料完成一件物品的打印。

  为此,他们还研究3D打印过程中材料产生的物理和化学变化,以便更好地了解3D打印制造的零部件的耐高温和抗压属性,这样他们可以对3D打印产品的性能有所了解。

  他们的研究对于任何公司使用3D打印技术制造零部件都很关键,无论是汽车发动机还是飞机、卫星和航天器。

  “这将彻底改变制造模式。” Lawrence Livermore国家试验室的材料科学家Eric Duoss说,“这将彻底改变制造的概念,这是一种融合不同的材料属性从而获得当前不可能创造出来的综合性能的能力。”

  Duoss强调,他们正在做的工作是不会改变的3D打印的现状,但它会改变很多公司创造新产品的方式。

  “希望这将是具备更低的成本、更少的时间与资源付出而同时创造力更加不受限制的新方式。”他说。

  Gartner公司的研究总监Pete Basiliere表示,许多大学和实验室都在研究3D打印技术,但是Lawrence Livermore具备推动3D打印技术前进的资源和能力。

  Lawrence Livermore的研究人员希望使制造商们不仅可以将增材制造(即3D打印)用在传统产品的生产制造上,而且能用这种技术创造出当前使用传统工艺无法制造的产品。

  他们要推动3D打印技术,就需要在细胞水平上了解制造过程中发生了什么。据3D打印资讯门户天工社了解,研究人员希望能够了解制造部件内部的每一个颗粒。要做到这一点,他们使用的是数据挖掘技术和一个带160个处理器的计算机集群。而且他们正在开发的算法和计算机软件,目的是从微观层面研究3D打印工艺。

  实验室一个研究小组的负责人Bob Ferencz问。“当打印对象逐层堆叠时需要什么样的压力?当你融化新材料时,下面的材料仍然具有相当高的温度,一种材料如果被反复加热会出现什么变化?”这些问题都需要严肃的科学研究去解决。

  实验室的科学家们也在努力改进增材制造中使用的材料。

  一种材料的特性——它的强度、密度和它对加热和压力的反应模式——主要是基于其背后的微观结构。通过重新设计材料的微观结构,科学家们可以创造出自然界不存在的综合属性材料。

  Duoss说,Lawrence Livermore的研究人员正在研究基础的科学和工程材料,如金属粉末和聚合物,这些材料都是制造产品的原料。科学家们的想法是,通过改变材料微观结构的图案或形状,它会改变其特性。

  “我们可以利用复杂的空间设计和创造微型架构,让您控制材料的自然属性,”他说。“我们可以对同样的基本材料......通过改变它的微观结构,让它强度更高、更轻便并对热产生不同的反应。”

  研究公司IDC的分析师Robert Parker认为,开发各种各样能在3D打印中使用的材料将是推动3D打印技术发展的一个关键。

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