一個(gè)專門的研究團(tuán)隊(duì)一直與橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)緊密合作,使用辛辛那提公司開發(fā)的大規(guī)模BAAM 3D打印工藝,對(duì)部件進(jìn)行質(zhì)量控制測(cè)試。
BAAM 3D打印工藝也被稱為大面積添加劑制造,是生產(chǎn)聚合物基零件的最大規(guī)模3D打印系統(tǒng)之一。 事實(shí)上,這臺(tái)機(jī)器實(shí)際上是一個(gè)伍斯特理工學(xué)院(WPI)的化學(xué)工程教授艾米·彼得森(Amy Peterson),他正在進(jìn)行BAAM質(zhì)量控制研究,他正站在3D打印機(jī)內(nèi)部。
在海軍研究辦公室的資助下,Peterson和她的團(tuán)隊(duì)一直在分析BAAM 3D打印系統(tǒng)的溫度和打印時(shí)間,目標(biāo)是生產(chǎn)出性能最佳的高質(zhì)量部件。
“我們對(duì)剪裁性能和理解層間聚合物擴(kuò)散,層間粘合和殘余熱應(yīng)力之間的關(guān)系感興趣,”Peterson評(píng)論說(shuō)。
她補(bǔ)充說(shuō):“在增材制造領(lǐng)域,我的小組一直在研究裝配條件對(duì)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算技術(shù)所產(chǎn)生的物理和機(jī)械性能的影響?!?/span>
到目前為止,ORNL公司的BAAM 3D打印機(jī)已經(jīng)生產(chǎn)出如運(yùn)動(dòng)車的外殼和潛艇的30英尺長(zhǎng)的船體這樣的大型部件。通過(guò)不斷的研究,彼得森的團(tuán)隊(duì)正致力于通過(guò)找到最佳的層粘附溫度梯度來(lái)改善這些大型部件如何處理殘余應(yīng)力(可能導(dǎo)致翹曲和分層)。
“我們希望對(duì)散熱信息做的是提高過(guò)程的可靠性,以確保如果打算打印一個(gè)100磅的結(jié)構(gòu),那么層之間不會(huì)發(fā)生翹曲或分層,”研究人員解釋。
“層間焊縫是印刷品中最薄弱的部分。如果你施加一個(gè)你認(rèn)為合適的載荷,并且層間沒(méi)有良好的焊接,那么你的部分就會(huì)失敗?!八a(bǔ)充說(shuō)。 “能夠制作一個(gè)單一的,大型的,復(fù)雜的作品是非常令人興奮的。可以達(dá)到顯著的材料,能源和時(shí)間節(jié)省?!?/span>
據(jù)報(bào)道,在為能源效率和可再生能源辦公室和海軍的顛覆性技術(shù)實(shí)驗(yàn)室制造3D打印潛水船體時(shí),ORNL能夠顯著減少部件的生產(chǎn)時(shí)間和成本。
“能源效率與可再生能源辦公室的一份報(bào)告中寫道:”傳統(tǒng)船體的成本從60萬(wàn)美元到80萬(wàn)美元不等,通常需要3 - 5個(gè)月的時(shí)間才能生產(chǎn)。 “使用BAAM減少了90%的船體生產(chǎn)成本,縮短了生產(chǎn)時(shí)間,使海軍有機(jī)會(huì)創(chuàng)造”按需“車輛,同時(shí)節(jié)省時(shí)間,金錢和能源。
由于隨著質(zhì)量控制技術(shù)的提高,在BAAM 3D打印系統(tǒng)上生產(chǎn)更高性能的零件,Peterson認(rèn)為BAAM工藝對(duì)于大規(guī)模小批量生產(chǎn)(特別是復(fù)雜結(jié)構(gòu))將變得越來(lái)越可行。
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