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全球3D打印技术领域领先科研机构之LLNL

文章来源:网络人气:546发表时间:2016-09-03 11:50:25

  LLNL可以说是全球3D打印技术,尤其是金属3D打印技术,领域最先进的科研机构了。有大群的科学家在该机构的几个专门的3D打印实验室里不断改进3D打印技术的各个方面。尽管如此,对于公众来说,这个科研机构仍然相当神秘。幸运地是,近日,LLNL组织了一批媒体到其所在地进行参观,使大家能够近距离地观看这个顶尖的科学组织,以及他们最新的科研成果。

  您可能知道,LLNL实际上附属于加州大学,位于加州利弗莫尔(Livermore),它拥有数千名全球一流的科学家,在科学的各个方面进行着无数的创新。除此之外,这里还有一些世界上最快的超级计算机,并为元素周期表添加了5个新的元素,这里的科学家甚至正在研究可以偏转小行星的技术。

  所以,LLNL带一点保密性也就不足为奇了。实际上,LLNL在1952年成立之初就是一家核科学创新实验室,至今仍然承担着美国能源部和军工领域的诸多项目。自然而然,这次媒体参观也只能够看到其中的一部分。

  据悉,LLNL在3D打印领域研究的重点是金属零部件的制造。实际上,LLNL展示的三个3D打印实验室有两个是专注于金属的。为了说明他们的工作,LLNL展示了他们仅用8天就3D打印出来的一个火箭发动机,而且没有零部件,完全是一体的。“它是制造奇迹,说明了3D打印技术改变游戏规则的潜力...它并不是简单的一块,里面的管道沿着钟形的开口运行,弯曲地穿过整个部件,使用传统的方法是不可能实现的。”LLNL说。尽管比现有的替代品效率更高,但是打造成本仅需1万美金——比行业标准更便宜。

  简单地说,这就是金属3D打印要给众多行业带来的东西。LLNL显然正在推动这一创新。今年早些时候,大家已经看到LLNL发起了加速认证增材制造倡议,该计划旨在改进金属3D打印技术和推动它在各行各业的广泛应用。这种基于研究的方法将结合物理模型、数据挖掘和不确定性分析,从而优化3D打印金属零部件和加速其认证过程。更重要的是,他们的努力似乎取得了成效。LLNL透露称,他们发现导致3D打印金属结构上的微小孔隙缺陷的原因——从而为可靠、重现性好的金属3D打印铺平了道路。就在上个月,LLNL使用一台基于粉末床的SLMmg游戏送彩金38(全世界仅有四台)在激光器设计方面获得了突破。这不仅为他们的部分发展项目带来前所未有的控制,该3D打印装置还使用了一种前反馈系统,使得它更容易找到缺陷和验证部。虽然还在开发中,但它仍算3D打印批量生产的一大进步。

  除此之外,LLNL的另一个3D打印实验室也在试图突破材料的限制。如果有一件事阻碍了3D打印革命的进行的话,那毫无疑问,就是当下有限的材料。LLNL的研究人员因此正在努力开发那种拥有自然界中不存在属性的材料,比如拥有梦幻般的强度重量比的非自然微观结构。今年六月份的时候,LLNL已经成功展示了这种轻质弹性材料,它的单元结构可以通过3D打印技术来操纵。

  另外,塑料、金属、陶瓷和油墨等材料也都是LLNL实验室的研究对象。就在过去的几个月里,LLNL开发出了具有前所未有的热绝缘和冲击吸取性能的3D打印泡沫、可以捕获有害的二氧化碳排放的3D打印苏打、可以将甲烷转化成甲醇的3D打印聚合物等。与此相应地,3D打印技术也需要进行调整,以适应这些不同寻常的材料。今年夏天早些时候,LLNL透露其直接墨水书写3D打印技术可以用于打印石墨烯气凝胶,它可以提高电池和超轻超级电容器的能量存储容量。2015年的时候,LNLL的光学工程师BryanMoran率先发明了一种被称为大面积投影微光固化(LAPμSL)的新型SLA技术,该技术可以使用UV光创建出比以前更详细、更大的对象。

  而且,LLNL在3D生物打印领域也成就卓然——已经成功地3D打印出可自我组织称血管的人类细胞,这是实现3D打印器官和组织的关键。

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