據美國媒體(ti) 報道，近日橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratories，ORNL）正與(yu) 洛克希德·馬丁公司及至少一家其他商業(ye) 合作夥(huo) 伴（領先的3D打印公司Stratasys很可能參與(yu) 其中）合作開發更大尺寸零件的3D打印技術以用於(yu) 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(men) 最終的開發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(yu) 商業(ye) 企業(ye) 合作開發應用技術。該實驗室擁有一流的材料科學技術，而材料是提高工業(ye) 級3D打印技術打印尺寸的關(guan) 鍵。

    碳纖維增強塑料：“巨型”3D打印的關(guan) 鍵

    3D打印技術經常麵對的一個(ge) 主要挑戰是，大型3D打印零部件容易產(chan) 生曲翹，因為(wei) 同一物體(ti) 不同厚度的區域降溫速率不同。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，然後逐層構建打印對象。 

    所以，要想3D打印更大尺寸、並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麵取得很大進展。 

    該實驗室已經開發出一種工藝來生產(chan) 直徑小於(yu) 500納米的碳纖維。這些纖維非常微小，它們(men) 可以摻入到熱塑性材料中。傳(chuan) 統的短切碳纖維直徑一般為(wei) 5〜7微米，相對於(yu) FDM技術3D打印機所用的0.25英寸直徑熱塑性長絲(si) 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(liang) 個(ge) 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、製造技術負責人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，並防止零件在冷卻後產(chan) 生翹曲。這種方法製造的材料強度據說可與(yu) 6000係列鋁合金材料相比。 

    而6000係列鋁合金材料主要是鋁與(yu) 鎂和矽的合金，強度較高，並在製造業(ye) 常用，因為(wei) 它很容易加工，不過它的強度還是不如用於(yu) 航空航天領域的7000係列鋁合金。

    企業(ye) 合作夥(huo) 伴：Stratasys公司（可能）和洛克希德馬丁公司

    在《Aviation Week & Space Technology》的文章中，並沒有提及與(yu) 橡樹嶺國家實驗室和洛克希德·馬丁公司合作開發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(yu) 了這個(ge) 項目。因為(wei) 早在2012年6月Stratasys公司就宣布與(yu) 橡樹嶺國家實驗室合作開發FDM增強塑料。 

    至於(yu) 洛克希德·馬丁公司的參與(yu) 可能就不那麽(me) 令人矚目了。航空航天企業(ye) 對3D打印技術非常熱衷，這主要是由於(yu) 成本、重量和設計因素。關(guan) 鍵的航空航天材料都非常昂貴。因此，任何可以節省材料成本、減輕產(chan) 品重量的方法那些航空航天企業(ye) 都非常歡迎。而且3D打印給了設計師很大的自由度使其產(chan) 品設計不再受到傳(chuan) 統製造技術的限製。

    可以製造巨大承重部位，如無人駕駛飛機的機翼的3D打印機，這樣的設備一旦出現，將徹底改變製造業(ye) 的遊戲規則，並會(hui) 引起整個(ge) 供應鏈的連鎖反應。