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LLNL開展基礎(chǔ)研究旨在推動金屬3D打印快速發(fā)展

3D打印動態(tài)
2016
01/15
15:49
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美國勞倫斯Livermore國家實(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)來優(yōu)化3D打印部件并加速認(rèn)證過程,最終開發(fā)出3D打印的全部潛能。

四年前,專業(yè)咨詢機(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?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)證需要很長的時(shí)間。所以,ACAMM設(shè)定了2個(gè)主要目標(biāo):第一,開發(fā)過程建模、過程優(yōu)化仿真以及建模能力;第二,精簡材料認(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3D打印專業(yè)媒體平臺南極熊了解,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)會在金屬3D打印過程中對不同材料產(chǎn)生怎樣的影響。

這種信息可以反向用于開發(fā)新材料、改進(jìn)對于可能導(dǎo)致打印失敗的變形和應(yīng)力的預(yù)測、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經(jīng)驗(yàn)的依賴,”King表示,“我們希望實(shí)現(xiàn)的是‘只需按下開始鍵就能夠?qū)崿F(xiàn)金屬打印’。如果成功,這將對人們使用金屬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)從未有過的復(fù)雜結(jié)構(gòu),不過在LLNL看來,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)申請專利》

via 3ders





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