3D打印机大型化：美国花72小时造出8米长巡逻艇

（原问题：Giant 3D printers for making boats, bridges, buildings and rockets）

网易科技讯 11月22日动静，据海外媒体报道，跟着3D打印技能的贸易化，人们也在举办不绝创新，其应用的原料和3D打印尺寸不绝扩大，打印的速率也更快，可以或许造船、造桥、造屋子、乃至于造火箭。

图示：Relativity Space正在行使大型持续焊接呆板人制造太空火箭的零件

即即是制造一艘玻璃纤维的当代小船，也是一项漫长而繁琐的事变。工人必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。造这样一艘船也许必要几个月的时刻。不外，美国缅因大学的研究职员今朝只花了72个小时就造出一艘8米长的巡逻艇。他们的诀窍是庞大的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、喷气动员机组件和牙套等小物件。此刻，新一代的超大打印机即将问世，它们可以或许制造出比早年更大的物体，并以更快的速率打印出来。

3D打印巡逻艇是美国陆军项目标一部门。美国缅因大学的团队与位于田纳西州的橡树岭国度尝试室(Oak Ridge National Laboratory)举办相助，后者辅佐开拓打印流程，而位于伊利诺斯州的Ingersoll机床公司则制造出3D打印机。缅因大学以为，对付造船这一缅因州常见的行业而言，大型3D打印机将大幅减少制造新船的本钱和时刻。

局限很重要

一样平常来说，3D打印性能打印出的最大物体是由打印机自己巨细抉择的，但市面上大大都3D打印机并不比家用冰箱大几多。多年来，工程师们想出了各类要领来扩大局限，好比把打印装置安装在外部支架上。但功效每每是装备动作迟钝且打印不准确，制造出的对象必要大量繁琐的人工再加工。

美国缅因大学开拓的打印机降服下场限题目，其将3D打印机的喷嘴悬挂起来，个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工具。每一层完成后，喷嘴轻微升高，在其上沉积另一层，直到物体被打印完成。

缅因大学的打印性可以或许以每小时70公斤的速率挤压原料，今朝可以制造30米长，7米宽，3米高的对象，并且可以通过制作一个更大的龙门吊来增进制造物体的尺寸。设置喷嘴的机器臂也可以安装自动铣削头等加工装备，从而对打印出的物体外貌举办风雅打磨。

图示：美国缅因大学的3D打印船

缅因大学还正在试图改变合成原料的性子，使其出产进程越发环保。项目认真人之一的哈比卜·达格（Habib Dagher）暗示，他们的方针是用一种含有50%木成品的原料来完成3D打印，这将发生一种强度和重量与铝相等的复合原料。跟着进一步的研究，项目小组但愿以每小时230公斤的速率打印原料。研究职员最近还行使纤维素纤维和一种由玉米制成的树脂来打印用于制作船只屋顶的模具。为了使出产进程越发环保，这个模具可以接纳，原料可以获得再次操作。

只需按下“打印”

橡树岭能源服从主管克雷格?布鲁(Craig Blue)暗示，建造模具和出产器材将是大尺寸3D打印技能的一项重要事变。模具制造之以是昂贵有两个方面的缘故起因。起首制造模具必要专业手艺，并且出产的产物每每是一次性可能是小批量出产，以是没有局限经济效益。然而，对付3d打印机来说，制造一件或多件物品的本钱大抵沟通。

3D打印尚有其他上风。譬喻，承包商行使橡树岭国度尝试室的体系来打印混凝土铸件的非凡外形模具。凡是，这种模具是由纯熟木工用木头制成，只能维持三到四次浇筑，以是构筑工人们必要许多这类模具。可是布鲁暗示，3D打印的模具由碳纤维加强塑料构成，可以或许遭受至少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要领。制作大型3D打印平台的可行性表白，打印摩天大楼和其他大型构筑最好不要一次性完成，而是慢慢完成较小部门再举办组装。在工场节制前提下打印预制混凝土构件，然后现场组装，更得当伟大的构筑布局。这也是中国清华大学的徐伟国和同事采纳的要领。他们用一对机器手臂挤压殽杂了聚乙烯纤维的混凝土，打印出预制构件，然后组装成凌驾上海一个家产园区池塘的26米人行桥。

这座人行桥是按照建于公元600年阁下的赵州桥制作的。复制桥的打印时刻为450个小时，与缅因大学打印出船的时刻尺度大抵相等。但无论是与赵州桥的10年制作时刻对比，照旧与当代构筑工地的建树速率对比，都显得很是快。研究职员预计，3D打印桥梁出产本钱约莫是传统混凝土浇筑桥梁的其三分之二。

其他情势的3D打印也变得越来越大、越来越快。美国伊利诺斯州西北大学的查德·米尔金（Chad Mirkin）和他的同事们提出了一种他们称之为“高速大尺寸3D打印”（HARP）的技能。他们的原型机可以打印出四米高，横截面靠近一平方米的对象，首要是通过把固化物体从一个浅的液体聚合物池中拉起实现的。

这种3D打印机扩展了现有的一种3D打印要领。在这种要领中，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像投射到基座上层。接着打印机触发的化学回响会在基座正上方固化响应的一层聚合物，使其凝固成投射光泽的图像。第一层附着在从上往下放入液体的器材上。当器材被抬起时，它将打印的第一层从池中抬起，以应承从下面添加后续层。

HARP技能的创新之处在于有一层油膜流过透明基座。研究职员说，这种油就像“液体特氟隆”，可以防备聚合物层粘在基座上，还可以消除固化进程中发生的热量。功效是3D打印机可以运行得比早年快得多。米尔金说，它可以在几小时内打印出成人巨细的物体。行使这种要领的传统3d打印机则必要几天时刻。

HARP技能可以大局限打印各类原料，包罗数百种软硬差异的聚合物。它还可以印刷含有碳化硅等原料的树脂，从而加工成耐磨耐热陶瓷。由全部这些原料制成的部件也许用于从汽车、飞机到构筑物等各类产物。米尔金与人相助开办了一家名为Azul 3D的公司，将这一进程贸易化，估量第一台HARP打印机将在18个月内上市。

打印金属

（编辑：河北网）

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