LLNL開(kāi)展基礎(chǔ)研究旨在推動(dòng)金屬3D打印快速發(fā)展

美國(guó)勞倫斯Livermore國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）最近發(fā)起了一項(xiàng)名為“3D打印金屬創(chuàng)新加速認(rèn)證”（ACAMM）的戰(zhàn)略計(jì)劃，旨在改進(jìn)金屬3D打印并促進(jìn)其在更廣泛的工業(yè)中得到應(yīng)用,。計(jì)劃將聯(lián)合使用物理模型,、數(shù)據(jù)采礦和不確定分析等技術(shù)來(lái)優(yōu)化3D打印部件并加速認(rèn)證過(guò)程，最終開(kāi)發(fā)出3D打印的全部潛能,。

四年前,，專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)機(jī)構(gòu)Woehlers發(fā)布了一份極具影響力的報(bào)告，指出有些金屬3D打印部件在強(qiáng)度上已經(jīng)能夠媲美鑄造或鍛造部件了,，所以這項(xiàng)技術(shù)有望成為未來(lái)最常規(guī)也是最重要的戰(zhàn)略性技術(shù),。

南極熊小編非常贊同這種觀點(diǎn)。要知道金屬3D打印技術(shù)已經(jīng)今非昔比,。它的發(fā)展很快,，已經(jīng)從最初的快速原型工具成為了一種合格的制造技術(shù)。但目前,，采用該技術(shù)的機(jī)構(gòu)或企業(yè)還是不多,。那么這背后的原因究竟是什么呢,？

LLNL的研究人員表示，這首先是因?yàn)槲覀儗?duì)復(fù)雜的3D打印技術(shù),，比如選擇性激光熔融（SLM）的基本原理缺乏了解,；其次是因?yàn)?D打印金屬材料的認(rèn)證需要很長(zhǎng)的時(shí)間。所以,，ACAMM設(shè)定了2個(gè)主要目標(biāo)：第一,，開(kāi)發(fā)過(guò)程建模、過(guò)程優(yōu)化仿真以及建模能力,；第二,，精簡(jiǎn)材料認(rèn)證程序，從而以明顯降低的成本為重要應(yīng)用提供提供近凈成形金屬零件認(rèn)證,。

“如果我們想要將零部件投入關(guān)鍵應(yīng)用,，它們就必須符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。我們的側(cè)重點(diǎn)是讓人們從科學(xué)上真正理解3D打印技術(shù),，從而建立3D打印零部件質(zhì)量的信心,。”ACAMM的主管Wayne King表示,，“我們希望加快認(rèn)證和檢驗(yàn)過(guò)程,，以便更好地利用金屬3D打印的靈活性。在理想情況下,，如果工廠前一天3D打印的部件質(zhì)量是合格的,，那么后一天的部件也將是合格的�,！�

據(jù)中國(guó)3D打印專(zhuān)業(yè)媒體平臺(tái)南極熊了解,，目前，King和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)為SLM工藝準(zhǔn)備好了包括粉末顆粒,、整體零部件在內(nèi)的多種物理模型,。借助它們，研究者就能更好地理解每一個(gè)可能的因素（包括激光功率,、打印速度,、光束大小和形狀）會(huì)在金屬3D打印過(guò)程中對(duì)不同材料產(chǎn)生怎樣的影響。

這種信息可以反向用于開(kāi)發(fā)新材料,、改進(jìn)對(duì)于可能導(dǎo)致打印失敗的變形和應(yīng)力的預(yù)測(cè),、整體改善金屬3D打印工藝并優(yōu)化成品金屬部件 — 所有這些只需少量且便宜的實(shí)驗(yàn)即可完成。

ACAMM的粉末模型

“這些模型將幫助我們擺脫對(duì)經(jīng)驗(yàn)的依賴(lài),，”King表示，“我們希望實(shí)現(xiàn)的是‘只需按下開(kāi)始鍵就能夠?qū)崿F(xiàn)金屬打印’,。如果成功,，這將對(duì)人們使用金屬3D打印的方式產(chǎn)生重大影響“

盡管到目前為止,，一些改進(jìn)的金屬3D打印工藝和材料已經(jīng)出現(xiàn)了許多，比如西北大學(xué)就開(kāi)發(fā)出了性能更好的金屬粉末材料,，能夠?qū)崿F(xiàn)從未有過(guò)的復(fù)雜結(jié)構(gòu),，不過(guò)在LLNL看來(lái)，想要在提高金屬3D打印部件的一致性和可靠性這方面有所進(jìn)展,，令航空航天等工業(yè)有信心使用它們,，唯一可行的方式就是他們這種更加科學(xué)的方法。

ACAMM已經(jīng)將上面提到的物理模型發(fā)表在了《Applied Physics Reviews》的一月份雜志上了,。另外這項(xiàng)為期三年的研究也已經(jīng)得到了LLNL實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)研究和發(fā)展（LDRD）項(xiàng)目的資金支持,。

延伸閱讀：  
《LLNL開(kāi)發(fā)出3D打印高密度金屬件的有效方法》
《LLNL為大面積投影微立體光刻3D打印機(jī)申請(qǐng)專(zhuān)利》

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