ORNL授予UMaine 760萬(wàn)美元研發(fā)經(jīng)費(fèi)，用于開(kāi)發(fā)新型生物聚合物 3D 打印機(jī)

緬因大學(xué)（UMaine，TheUniversity of Maine）是一所位于美國(guó)緬因州的知名大學(xué)，此前該學(xué)校曾因其3D打印生物材料房屋而受到了大量媒體的關(guān)注。2022年12月26日，南極熊獲悉，UMaine近日已從美國(guó)能源部（DoE）的橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）獲得760萬(wàn)美元Hub and Spoke計(jì)劃第三階段的研發(fā)資金。這將使學(xué)校繼續(xù)研究結(jié)構(gòu)強(qiáng)化材料生物材料的發(fā)展，以及擴(kuò)充所使用的材料系統(tǒng)，同時(shí)通過(guò)Hub and Spoke計(jì)劃中一個(gè)新設(shè)的本科生實(shí)訓(xùn)中心（REU）進(jìn)行人員培訓(xùn)。

2016年，ORNL訪問(wèn)了UMaine，促成了Hub and Spoke計(jì)劃，將學(xué)校的先進(jìn)結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料中心的生物基復(fù)合材料專業(yè)知識(shí)與ORNL的制造示范設(shè)施的制造能力相結(jié)合。到2019年，UMaine收到了900萬(wàn)美元，用于開(kāi)發(fā)用于增材制造（AM）的植物基生物材料。在該筆資金資助下，這一計(jì)劃在2021年被推到第二階段，學(xué)校致力于廣泛采用納米和微纖維素增強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料進(jìn)行3D打印。最終，我們看到了緬因大學(xué)先進(jìn)結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料中心（ASCC）3D打印了一個(gè)由木纖維-PLA復(fù)合材料組成的600平方英尺的住宅。

△緬因州在Huband Spoke計(jì)劃下3D打印的BioHome3D。圖片由UMaine提供。

作為Hub and Spoke計(jì)劃第三階段的一部分，UMaine將使用至今為止所開(kāi)發(fā)的材料來(lái)商業(yè)化新產(chǎn)品，這些產(chǎn)品在功能上與傳統(tǒng)生產(chǎn)的部件相同，但對(duì)環(huán)境的影響更小。研究小組還將開(kāi)發(fā)新的制造工藝，促使這些材料在能源相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用，主要側(cè)重于低碳建筑技術(shù)。這些工藝包括多材料擠壓的高通量3D打印，以及混合協(xié)同機(jī)器人技術(shù)。為了進(jìn)一步推動(dòng)該項(xiàng)目，UMaine正在為與海上風(fēng)電、海洋和建筑有關(guān)的項(xiàng)目尋求額外的支持。

△英格索爾（Ingersoll ）的MasterPrint被用來(lái)3D打印這艘船。

如果能夠促進(jìn)UMaine生物聚合物3D 打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，這將是一件很值得期待的事情。因?yàn)閁Maine已經(jīng)擁有一臺(tái)MasterPrint 3D打印機(jī)，這是世界上最大的聚合物3D打印機(jī)，我們可以想象，MasterPrint被應(yīng)用到風(fēng)力渦輪機(jī)模具的3D打印。我們還可能看到機(jī)器人手臂協(xié)同工作，用PLA材料3D打印建筑物。此外，UMaine大學(xué)的MasterPrint已經(jīng)被用來(lái)3D打印船體，并完成了世界上最大的3D打印船和固體成型件，所以該系統(tǒng)再次打印出更大的生物基復(fù)合材料船體，也不會(huì)令人驚訝。

△3D打印的風(fēng)葉模具。圖片由UMaine提供。

此外，UMaine學(xué)校將通過(guò)其REU計(jì)劃解決技術(shù)員培訓(xùn)問(wèn)題，該計(jì)劃將讓12名本科生在ORNL或UMaine進(jìn)行為期10周的暑期研究體驗(yàn)。