乐鱼app-3D打印机大型化：美国花72小时造出8米长巡逻艇

网易科技讯 11月22日动静，据国外媒体报导，跟着3D打印手艺的贸易化，人们也在进行不竭立异，其利用的材料和3D打印尺寸不竭扩年夜，打印的速度也更快，可以或许造船、造桥、造房子、乃至在造火箭。

图示：Relativity Space正在利用年夜型持续焊接机械人制造太空火箭的零件

即使是制造一艘玻璃纤维的现代划子，也是一项漫长而繁琐的工作。工人需要先制造出一个模具，并在模具内部建造树脂和玻璃纤维层。待布局成型后再进一步打磨完成。造如许一艘船可能需要几个月的时候。不外，美国缅因年夜学的研究人员今朝只花了72个小时就造出一艘8米长的巡查艇。他们的窍门是庞大的3D打印机。

自从20世纪90年月3D打印机贸易化以来，凡是被工场用来制造模子、喷气策动机组件和牙套等小物件。此刻，新一代的超年夜打印机行将问世，它们可以或许制造出比之前更年夜的物体，并以更快的速度打印出来。

3D打印巡查艇是美国陆军项目标一部门。美国缅因年夜学的团队与位在田纳西州的橡树岭国度尝试室(Oak Ridge National Laboratory)进行合作，后者帮忙开辟打印流程，而位在伊利诺斯州的Ingersoll机床公司则制造出3D打印机。缅因年夜学认为，对造船这一缅因州常见的行业而言，年夜型3D打印机将年夜幅削减制造新船的本钱和时候。

范围很主要

一般来讲，3D打印性能打印出的最年夜物体是由打印机自己巨细决议的，但市道上年夜大都3D打印机其实不比家用冰箱年夜几多。多年来，工程师们想出了各类方式来扩年夜范围，好比把打印装配安装在外部支架上。但成果常常是装备步履迟缓且打印不切确，制造出的工具需要年夜量繁琐的人工再加工。

美国缅因年夜学开辟的打印机降服了范围问题，其将3D打印机的喷嘴吊挂起来，此中喷出的熔融热塑性树脂，含有碳纤维。在计较机的节制下，喷嘴程度移动，一层一层地向上构建所需对象。每层完成后，喷嘴略微升高，在其上沉积另外一层，直到物体被打印完成。

缅因年夜学的打印性能够以每小时70千克的速度挤压材料，今朝可以制造30米长，7米宽，3米高的工具，并且可以经由过程建造一个更年夜的龙门吊来增添制造物体的尺寸。设置装备摆设喷嘴的机械臂也能够安装主动铣削甲等加工装备，从而对打印出的物体概况进行邃密打磨。

图示：美国缅因年夜学的3D打印船

缅因年夜学还正在试图改变合成材料的性质，使其出产进程加倍环保。项目负责人之一的哈比卜·达格（Habib Dagher）暗示，他们的方针是用一种含有50%木成品的材料来完成3D打印，这将发生一种强度和重量与铝相当的复合材料。跟着进一步的研究，项目小组但愿以每小时230千克的速度打印材料。研究人员比来还利用纤维素纤维和一种由玉米制成的树脂来打印用在建造船只屋顶的模具。为了使出产进程加倍乐鱼app官网环保，这个模具可以收受接管，材料可以获得再次操纵。

只需按下“打印”

橡树岭能源效力主管克雷格?布鲁(Craig Blue)暗示，建造模具和出产东西将是年夜尺寸3D打印手艺的一项主要工作。模具制造之所以昂贵有两个方面的缘由。起首制造模具需要专业技术，并且出产的产物常常是一次性或是小批量出产，所以没有范围经济效益。但是，对3d打印机来讲，制造一件或多件物品的本钱年夜致不异。

3D打印还其他优势。例如，承包商利用橡树岭国度尝试室的系统来打印混凝土铸件的非凡外形模具。凡是，这类模具是由谙练木工用木头制成，只能保持三到四次浇筑，所以建筑工人们需要良多这类模具。可是布鲁暗示，3D打印的模具由碳纤维加强塑料构成，可以或许承受最少200次的浇筑。

橡树岭国度尝试室也在研究直接打印混凝土布局的方式。建造年夜型3D打印平台的可行性注解，打印摩天年夜楼和其他年夜型建筑最好不要一次性完成，而是慢慢完成较小部门再进行组装。在工场节制前提下打印预制混凝土构件，然后现场组装，更合适复杂的建筑布局。这也是中国清华年夜学的徐伟国和同事采纳的方式。他们用一对机械手臂挤压夹杂了聚乙烯纤维的混凝土，打印出预制构件，然后组装成横跨上海一个工业园区水池的26米人行桥。

这座人行桥是按照建在公元600年摆布的赵州桥建造的。复制桥的打印时候为450个小时，与缅因年夜学打印出船的时候尺度年夜致相当。但不管是与赵州桥的10年建造时候比拟，仍是与现代建筑工地的扶植速度比拟，都显得很是快。研究人员估量，3D打印桥梁出产本钱年夜约是传统混凝土浇筑桥梁的其三分之二。

其他情势的3D打印也变得愈来愈年夜、愈来愈快。美国伊利诺斯州西北年夜学的查德·米尔金（Chad Mirkin）和他的同事们提出了一种他们称之为“高速年夜尺寸3D打印”（HARP）的手艺。他们的原型机可以打印出四米高，横截面接近一平方米的工具，首要是经由过程把固化物体从一个浅的液体聚合物池中拉起实现的。

这类3D打印机扩乐鱼官网下载地址大了现有的一种3D打印方式。在这类方式中，装备起首将液体聚合物装在带有透明底座的容器中，并将要打印物体的紫外线图象投射到基座上层。接着打印机触发的化学反映会在基座正上方固化响应的一层聚合物，使其凝固成投射光线的图象。第一层附着在从上往下放入液体的东西上。当东西被抬起时，它将打印的第一层从池中抬起，以答应从下面添加后续层。

HARP手艺的立异的地方在在有一层油膜流过透明基座。研究人员说，这类油就像“液体特氟隆”，可以避免聚合物层粘在基座上，还可以消弭固化进程中发生的热量。成果是3D打印机可以运行得比之前快很多。米尔金说，它可以在几小时内打印出成人巨细的物体。利用这类方式的传统3d打印机则需要几天时候。

HARP手艺可以年夜范围打印各类材料，包罗数百种软硬分歧的聚合物。它还可以印刷含有碳化硅等材料的树脂，从而加工成耐磨耐热陶瓷。由所有这些材料制成的部件可能用在从汽车、飞机到建筑物等各类产物。米尔金与人合作开办了一家名为Azul 3D的公司，将这一进程贸易化，估计第一台HARP打印机将在18个月内上市。

打印金属

但是，3D打印面对的最坚苦使命是打印年夜型金属物体。其首要方式是用激光或电子束融化金属粉末并逐层组织。为了避免金属粉末氧化、被空气中的杂质污染，乃至在爆炸，这个进程需要在一个布满惰性气体的空间里进行。扩年夜其范围很辣手，并且会很是昂贵。

但乐鱼网站是，3D金属打印也在解脱空间的局限性。实现这一方针的方式之一是摆设年夜型机械人，设备各类型号的金属惰性气体焊机。这类焊机的工作体例是将金属丝制成的牺牲电极经由过程焊枪的喷嘴。金属丝的一端毗连电源，另外一端毗连接地工件。当焊枪接近工件时，焊枪概况与金属丝之间构成电弧。电弧发生的热量使金属丝和临近的金属熔合在一路。在此进程中，焊枪将氩气等惰性气体吹过焊缝进行庇护。

要将焊枪酿成3D打印机，机械人需要在统一区域持续焊接，构成一层又一层的金属。荷兰3D打印公司mx3d利用这类方式来制造各类金属物品。此刻问世的有一辆铝制的轻型自行车和一座12米长的不锈钢人行桥。

洛杉矶Relativity Space公司正在利用年夜型持续焊接机械人来制造太空火箭的部件。每一个机械人的手臂上都有一根铝合金线，毗连到结尾的打印喷嘴。打印喷嘴利用高温等离子电弧融化金属丝，并在电弧四周吹入惰性庇护气体，将金属丝分层沉积。

Relativity Space公司暗示，3D打印的火箭比传统的火箭制造速度更快，零部件更少。这家公司期望第一批火箭将被用来发射卫星，但它但愿终究利用其出产系统Stargate在火星概况打印出一枚火箭。谈到3D打印的能力，仿佛连太空都不是极限。（辰辰）