據美國媒體報道，近日橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratories，ORNL）正與洛克希德·馬丁公司及至少一家其他商業(yè)合作伙伴（領先的3D打印公司Stratasys很可能參與其中）合作開發(fā)更大尺寸零件的3D打印技術以用于航空航天領域，據《Aviation Week & Space Technology》報道，這種技術的3D打印尺寸可達60至100英尺（約18—30米）！他們最終的開發(fā)目標是要能夠打印結構部件，比如大型無人駕駛飛機的機翼等。 

    橡樹嶺國家實驗室是世界上最大的科學和能源國家實驗室，隸屬美國能源部，該實驗室經常與商業(yè)企業(yè)合作開發(fā)應用技術。該實驗室擁有一流的材料科學技術，而材料是提高工業(yè)級3D打印技術打印尺寸的關鍵。

    碳纖維增強塑料：“巨型”3D打印的關鍵

    3D打印技術經常面對的一個主要挑戰(zhàn)是，大型3D打印零部件容易產生曲翹，因為同一物體不同厚度的區(qū)域降溫速率不同。要知道，3D打印的核心是使用各種手段（包括激光、電子束等）加熱熔融材料，然后逐層構建打印對象。 

    所以，要想3D打印更大尺寸、并具有良好性能的零部件，首先要在3D打印材料的配方上取得突破。現在據說橡樹嶺國家實驗室已經在這方面取得很大進展。 

    該實驗室已經開發(fā)出一種工藝來生產直徑小于500納米的碳纖維。這些纖維非常微小，它們可以摻入到熱塑性材料中。傳統(tǒng)的短切碳纖維直徑一般為5?7微米，相對于FDM技術3D打印機所用的0.25英寸直徑熱塑性長絲而言實在是太粗了。（FDM即熔融沉積造型技術，是Stratasys公司擁有的兩個主要3D打印技術之一。） 

    據橡樹嶺國家實驗室的自動化、機器人、制造技術負責人Lonnie Love稱，在熱塑性原料加入13％短切碳纖維可以有效增加其剛度和強度，并防止零件在冷卻后產生翹曲。這種方法制造的材料強度據說可與6000系列鋁合金材料相比。 

    而6000系列鋁合金材料主要是鋁與鎂和硅的合金，強度較高，并在制造業(yè)常用，因為它很容易加工，不過它的強度還是不如用于航空航天領域的7000系列鋁合金。

    企業(yè)合作伙伴：Stratasys公司（可能）和洛克希德馬丁公司

    在《Aviation Week & Space Technology》的文章中，并沒有提及與橡樹嶺國家實驗室和洛克希德·馬丁公司合作開發(fā)可打印巨大的碳纖維增強塑料部件3D打印機原型的到底是哪家公司。 

    不過在天工社看來，Stratasys公司幾乎肯定參與了這個項目。因為早在2012年6月Stratasys公司就宣布與橡樹嶺國家實驗室合作開發(fā)FDM增強塑料。 

    至于洛克希德·馬丁公司的參與可能就不那么令人矚目了。航空航天企業(yè)對3D打印技術非常熱衷，這主要是由于成本、重量和設計因素。關鍵的航空航天材料都非常昂貴。因此，任何可以節(jié)省材料成本、減輕產品重量的方法那些航空航天企業(yè)都非常歡迎。而且3D打印給了設計師很大的自由度使其產品設計不再受到傳統(tǒng)制造技術的限制。

    可以制造巨大承重部位，如無人駕駛飛機的機翼的3D打印機，這樣的設備一旦出現，將徹底改變制造業(yè)的游戲規(guī)則，并會引起整個供應鏈的連鎖反應。