日前，美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）制造示范中心（MDF）的研究人員成功地在波音公司的工業(yè)級(jí)熱壓器中對(duì)一件3D打印的熱塑性塑料模具進(jìn)行了測(cè)試。

據(jù)了解，這件3D打印的熱塑性塑料模具在熱壓器內(nèi)高溫、高壓的條件下安然無(wú)恙，充分展示了增材制造技術(shù)在模具行業(yè)的應(yīng)用潛力。波音公司的這種熱壓釜一般是用來(lái)修復(fù)航天級(jí)復(fù)合材料零部件的。

ORNL的研究人員Vlastimil Kunc說(shuō)：“這是100%數(shù)字制造模具在一個(gè)工業(yè)級(jí)熱壓器中進(jìn)行的第一次成功示范。”

近年來(lái)，越來(lái)越多的工業(yè)企業(yè)開(kāi)始轉(zhuǎn)向數(shù)字制造手段，以幫助他們降低制造成本，加快生產(chǎn)時(shí)間。比如ORNL的模具只需在短短幾個(gè)小時(shí)內(nèi)即可打印和加工完畢，而如果依靠傳統(tǒng)方式生產(chǎn)模平均生產(chǎn)周期長(zhǎng)達(dá)14周。

一直以來(lái)，ORNL都在探索使用增材制造（即3D打印）技術(shù)徹底改變產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造方式。通過(guò)其與工業(yè)界的緊密聯(lián)系，以及自身在材料開(kāi)發(fā)、處理方面的世界領(lǐng)先能力，ORNL已經(jīng)為增材制造技術(shù)的突破創(chuàng)造了一個(gè)無(wú)與倫比的環(huán)境。

比如其在金屬增材制造（MAM）領(lǐng)域的成就，ORNL可以直接根據(jù)計(jì)算機(jī)生成的設(shè)計(jì)文件在本地融化熔化金屬粉末或線材形成部件。MAM可以通過(guò)提高材料利用率和最小化與零部件制造有關(guān)材料廢棄來(lái)顯著改進(jìn)制造過(guò)程的能源效率。

據(jù)悉，ORNL當(dāng)前的研究目標(biāo)是通過(guò)利用原位過(guò)程監(jiān)測(cè)與閉環(huán)控制來(lái)提高電子束熔融（EBM）技術(shù)的過(guò)程可靠性。發(fā)展EBM技術(shù)一定會(huì)產(chǎn)生新的材料系統(tǒng)——尤其是那些可以處理鎳基超級(jí)合金的系統(tǒng)，并且驗(yàn)證那些以更快的沉積速率制造的Ti-6Al-4V材料的微觀結(jié)構(gòu)和性能。

除此之外，ORNL在過(guò)去一段時(shí)期也在擴(kuò)展其3D打印技術(shù)的研發(fā)范圍，這其中就包括了聚合物增材制造（PAM）。這種新工藝可以快速制造輕量級(jí)、復(fù)雜的部件，對(duì)制造業(yè)有著廣泛的影響。與PAM的應(yīng)用有關(guān)的例子包括工具和模具行業(yè)（快速、低成本的模具）、輕量級(jí)組件（汽車(chē)和航空航天），以及運(yùn)輸行業(yè)和能源行業(yè)使用的低成本組件等。