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美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)將在今秋舉行的國(guó)際制造技術(shù)展覽會(huì)(IMTS)上與俄亥俄州一家機(jī)械公司合作打印采用碳素纖維增強(qiáng)塑料的全尺寸汽車底盤。
ORNL在美國(guó)田納西州橡樹(shù)嶺建有一座碳素纖維技術(shù)中心，該公司正與通過(guò)合作設(shè)計(jì)挑選的俄亥俄州Harrison的激光切割等設(shè)備生產(chǎn)商辛辛那提公司(Cincinnati Inc.)以及位于鳳凰城的小批量專用汽車生產(chǎn)商Local Motors公司展開(kāi)合作。
Local Motors公司正在舉辦一場(chǎng)3D打印汽車設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)賽。優(yōu)勝者將在IMTS打印的最終汽車設(shè)計(jì)中發(fā)揮重要影響，還將得到5000美元獎(jiǎng)金和親赴本次展會(huì)參觀。
橡樹(shù)嶺實(shí)驗(yàn)室的材料科學(xué)與技術(shù)部的沉積科學(xué)和技術(shù)研發(fā)人員Vlastimil Kunc說(shuō)道，辛辛那提公司將一臺(tái)激光切割機(jī)改裝成3D打印機(jī)。該公司和橡樹(shù)嶺實(shí)驗(yàn)室在3月簽署合作協(xié)議，共同開(kāi)發(fā)超大型添加劑制造設(shè)備。
汽車底盤設(shè)備將包括打印、高速切割和給料裝置。生產(chǎn)金屬加工設(shè)備和粉末金屬壓實(shí)機(jī)的辛辛那提公司將這一開(kāi)發(fā)舉措命名為"大面積添加制造"。
Kunc在5月13日-15日在亞特蘭大舉行的JEC美洲復(fù)合材料展上談到了碳素纖維復(fù)合材料的3D打印?，F(xiàn)場(chǎng)展示了將長(zhǎng)條的碳素纖維直接放入機(jī)器后，小型增強(qiáng)abs零部件成品的熔融沉積制造。
Kunc說(shuō)，該機(jī)采用熔融沉積制造，用碳素纖維顆粒打印一體式汽車底盤。
Kunc說(shuō)，顆粒球團(tuán)非常適用于3D打印來(lái)生產(chǎn)大型商用零部件，比長(zhǎng)纖維更好。
Local Motors公司希望生產(chǎn)一輛100%碳素纖維增強(qiáng)材料的汽車。碳素纖維增強(qiáng)底盤已被用于賽車上，采用傳統(tǒng)成型工藝來(lái)制成復(fù)合材料。3D打印是時(shí)下的熱點(diǎn)話題，而直接采用添加制造來(lái)生產(chǎn)底盤將成為引人注目的創(chuàng)舉。
Kunc在亞特蘭大會(huì)議上的3D打印中采用了13%的纖維增強(qiáng)ABS。橡樹(shù)嶺實(shí)驗(yàn)室正在試驗(yàn)有40%碳素纖維含量的長(zhǎng)絲。
熔融沉積制造采用熱塑性塑料逐層建造零部件。這并不是新鮮事物，但Kunc說(shuō)采用碳素纖維來(lái)制作零部件是一個(gè)創(chuàng)舉。
"我們現(xiàn)在展示的是你可以把非連續(xù)碳素纖維加工到長(zhǎng)絲上，并采用熔融沉積制造進(jìn)行制造。"
ORNL希望進(jìn)一步提高該工藝的穩(wěn)健性，可以直接進(jìn)行制造。
“我們?cè)谠O(shè)法從基于原型設(shè)計(jì)技術(shù)的熔融沉積制造轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢灾苯颖挥糜谏a(chǎn)產(chǎn)品的制造技術(shù)。”Kunc說(shuō)，“所以我們?cè)谠O(shè)法提高最終零件的屬性。相比非增強(qiáng)塑料，使用碳素纖維讓我們把剛度提高了5-7倍，強(qiáng)度提高了三倍。”
