橡树岭国家实验室（ORNL）已将多项大幅面3D打印技术商业化。 如今，科学家们正致力于解决大型部件在打印过程中的误差问题。ORNL正在使用六台热成像相机来分析打印材料沉积、固化和冷却时的珠粒行为。随后，计算机视觉系统会根据检测到的缺陷，调整温度和挤出参数。这些参数还可以优化，以增加层间结合力。我多年前在Aibuild公司首次看到了这种方法。当时，该团队只有两个人，他们率先实现了实时调整参数以减少甚至纠正误差。
一个测试物体是使用一种新系统进行3D打印的，该系统在大型塑料复合材料制品的制造过程中能够监测错误并自动纠正。图片由美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）的卡洛斯·琼斯提供
ORNL团队表示，他们可以做到诸如在“下一层施加时，已沉积材料温度过低（约低30%）”的情况下进行调整。检测到这个问题后，控制器会自动提高打印速度，以维持各层正确熔合的最佳温度，这展示了实时校正的实际应用。控制单元能够将温度变化调整到几度以内。AI模型本身无需针对新部件进行训练，但它应适用于任何可打印的部件。2024年，ORNL发表了一篇论文探讨这种方法，随后成功让系统能够在数秒内完成调整。现在，校正已经能够实时进行。
首席研究员Kris Villez解释说：
“让这些机器变得更智能、反应更灵敏，存在着巨大的机遇空间。最终，我们希望这能像烤面包一样工作：你设定好烤箱温度，放入面团，定时器响后再回来看是否烤好。你无需在整个烘烤过程中实时监控烤箱温度。”
几十年来，大幅面聚合物3D打印对美国一直很重要。一方面，它可以用于建筑模板。但另一方面，它也能以远低于现有成本的速度，快速制造大量船只。我们在2021年曾指出：
“美国在海上实力超群，但自主海上航行器的自动化建造可能会削弱美国的海上力量。美国在其航母上投入了数千亿美元，而一支聚合物无人潜航器（UUV）或水面航行器舰队则可能抵消这种力量。在波斯湾，伊朗已经经常用其聚合物炮艇威胁美国更先进的舰船。”
美国橡树岭国家实验室（ORNL）的克里斯·维勒兹（Kris Villez）在测试一项用于错误识别和纠正的新技术之前，调整了集成在大面积3D打印机中的热像摄像头。图片由美国能源部橡树岭国家实验室的阿隆达·海因斯（Alonda Hines）提供。
我们在2022年5月审视了3D打印无人艇的潜力和重要性，并指出，若将这种能力提供给乌克兰：“在提供给乌克兰的一长串武器清单中，这看起来可能只是件新鲜事物，与榴弹炮等武器相比似乎微不足道。然而，这是极其重要的一步。俄罗斯本应几乎不受限制地进入和统治黑海。但是，正是由于这些无人机的威慑，它未能如愿。美国需要花费数百万美元的资金，调动数千人操作常规舰船，才能让俄罗斯为其在黑海的地位感到担忧。乌克兰水兵也需要经过数月的训练，才能学会操作现代护卫舰和其他军舰这些高科技‘圣诞树’。建造新的水面舰艇也需要多年时间。使用常规武器，没有解决方案，也没有通往解决方案的路径，能让乌克兰对俄罗斯海军构成可信的威胁。但是，有了这些新型的一次性无人机，情况就不同了。”
田纳西大学研究生克里斯·奥布赖恩（Chris O’Brien）在橡树岭国家实验室（ORNL）设置3D打印设备，以测试一种新的传感和控制技术，该技术用于使用塑料复合材料制造大型物体。图片由美国能源部橡树岭国家实验室Alonda Hines提供。
同年10月，第一艘俄罗斯舰船被击沉，如今乌克兰已使用这些无人机瘫痪了俄罗斯黑海舰队约三分之一的舰船。乌克兰，一个没有真正海军的国家，却凭借这些无人机几乎抵消了曾称霸黑海的俄罗斯舰队。因此，3D打印无人艇并非奢侈品或酷炫的科学项目，而是一种能赢得战争的武器。正如我们在《Hilux for the Seas》一文中看到，美国能够，也确实必须转向3D打印来大规模开发这些无人艇。
与此同时，为能源设施、导弹和高超音速武器打印模板也至关重要。通往美军有效运作的许多路径都离不开3D打印，而掌握好大幅面聚合物打印技术的重要性与日俱增。
来源：中国3D打印网
0 留言