ORNL通過(guò)更新切片軟件Slicer 2進(jìn)一步提升大幅面3D打印能力

2024年7月1日，南極熊獲悉，美國(guó)能源部橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）的研究人員發(fā)布了一款更新的軟件，旨在提高大幅面3D打印的切片效率和精度。這項(xiàng)被稱(chēng)為Slicer 2的切片軟件，有助于擴(kuò)大3D打印技術(shù)在金屬和復(fù)合材料制成的大型物體上的應(yīng)用。房屋大小的物體甚至更大的物體都有可能實(shí)現(xiàn)，例如陸地和水上交通工具以及包括可重復(fù)使用太空交通工具部件在內(nèi)的航空航天應(yīng)用。

△ORNL Slicer 2屏幕截圖顯示了打印風(fēng)力渦輪機(jī)葉片模具的45度刀具路徑

這款更新的軟件通過(guò)優(yōu)化切片算法和處理大型數(shù)據(jù)集的能力，顯著提高了打印過(guò)程中的效率和可靠性。研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，新軟件的應(yīng)用將大大減少打印錯(cuò)誤和浪費(fèi)，從而節(jié)約時(shí)間和資源。

ORNL研究員Alex Roschli表示：“3D打印物體的質(zhì)量與控制機(jī)器運(yùn)動(dòng)的刀具路徑的準(zhǔn)確性和復(fù)雜性直接相關(guān)。ORNL Slicer 2軟件可直接與各種類(lèi)型的3D打印機(jī)連接，以創(chuàng)建集成平臺(tái)并與傳感器通信以提高打印精度�！�

△用球體表示的增材制造的完整流程，展示了CAD設(shè)計(jì)、線框網(wǎng)格創(chuàng)建、刀具路徑生成和3D 打印過(guò)程

更新的Slicer 2 LFAM軟件

切片軟件將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)數(shù)字模型轉(zhuǎn)換為一系列二維層，稱(chēng)為切片。它計(jì)算每個(gè)切片的打印參數(shù)，例如打印頭路徑和速度，并將信息保存為數(shù)控計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。計(jì)算機(jī)文件包含3D打印機(jī)的指令，用于創(chuàng)建精確的三維圖像。

研究人員設(shè)計(jì)的ORNL Slicer 2具有500多種設(shè)置，能夠控制單個(gè)零件、層或區(qū)域的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、形狀、溫度和其他參數(shù)。此外，它能夠與模擬軟件連接，模擬復(fù)雜的增材制造過(guò)程中的熱量和應(yīng)力關(guān)系。該軟件支持顆粒熱塑性塑料、絲狀熱塑性塑料、熱固性塑料、混凝土、激光線焊接、MIG焊接和吹塑粉末定向能沉積增材制造系統(tǒng)。

△大型3D打印技術(shù)示意

Roschli表示：“這種連通性轉(zhuǎn)化為改進(jìn)的機(jī)器指令，提高了快速成型制造工藝的可靠性和可重復(fù)性。與傳統(tǒng)加工方法相比，這種軟件使快速成型制造商能夠以更少的機(jī)器和更低的成本生產(chǎn)大型工廠零件�！�

ORNL Slicer 2的研究是在位于ORNL的能源部制造示范設(shè)施進(jìn)行的。MDF由能源部先進(jìn)材料和制造技術(shù)辦公室支持，是一個(gè)全國(guó)性的合作聯(lián)盟，旨在與ORNL共同推動(dòng)美國(guó)制造業(yè)的創(chuàng)新和轉(zhuǎn)型。ORNL Slicer 2是一個(gè)開(kāi)源計(jì)算機(jī)程序，可在GitHub上獲取，已有50多家設(shè)備制造商、工業(yè)終端用戶和大學(xué)在使用。

UT-Battelle公司為美國(guó)能源部科學(xué)辦公室管理ORNL，該辦公室是美國(guó)物理科學(xué)基礎(chǔ)研究的最大支持者。