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ORNL探索大规模BAAM 3D打印的质量控制流程

导读: BAAM 3D打印工艺也被称为大面积添加剂制造,是用于生产聚合物基零件的最大规模的3D打印系统之一。事实上,这台机器非常大,伍斯特理工学院(WPI)的化学工程教授Amy Peterson正在研究BAAM的质量控制问题。

一个专门的研究小组一直与橡树岭国家实验室(ORNL)紧密合作,使用辛辛那提公司开发的大型BAAM 3D打印工艺来提高部件的质量控制测试。

BAAM 3D打印工艺也被称为大面积添加剂制造,是用于生产聚合物基零件的最大规模的3D打印系统之一。事实上,这台机器非常大,伍斯特理工学院(WPI)的化学工程教授Amy Peterson正在研究BAAM的质量控制问题。

ORNL探索大规模BAAM 3D打印的质量控制流程

在海军研究办公室的资助下,Peterson和她的团队一直在分析BAAM 3D打印系统的温度和打印时间,目标是生产出性能最佳的高质量部件。

“我们对剪裁性能和理解层间聚合物扩散、层间粘合和残余热应力之间的关系感兴趣,”Peterson评论说。

她补充说:“在增材制造领域,我的团队一直在研究装配条件对使用实验和计算技术产生的物理和机械性能的影响。”

到目前为止,ORNL公司的BAAM 3D打印机已经生产出如跑车的外壳和潜艇的30英尺长的船体这样的大型部件。通过不断的研究,Peterson的团队正致力于通过找到最佳的层粘附温度梯度来改善这些大型部件如何处理残余应力(可能导致翘曲和分层)。

“我们希望对散热信息所做的处理是提高过程的可靠性,以确保如果打算打印一个100磅的结构,那么层之间不会发生翘曲或分层,”研究人员解释道。

“层之间的焊缝是打印品中最薄弱的部分。如果你施加一个你认为合适的载荷,并且层间没有良好的焊接,那么你的部件就会失败。”她补充说。“能够制作一个单一的、大型的、复杂的作品是非常令人兴奋的。可以达到显著的材料、能源和时间节省。”

ORNL探索大规模BAAM 3D打印的质量控制流程

据报道,在为能源效率和可再生能源办公室和海军的颠覆性技术实验室制造3D打印潜水船体时,ORNL能够显著减少部件的生产时间和成本。

在能源效率与可再生能源办公室的一份报告中写道:“传统船体的成本从60万美元到80万美元不等,通常需要3-5个月的时间才能生产。使用BAAM工艺减少了90%的船体生产成本,缩短了生产时间,使海军有机会创造‘按需’部件,同时节省时间、金钱和能源。”

随着质量控制技术的提高,在BAAM 3D打印系统上生产更高性能的零件,Peterson认为BAAM工艺对于大规模小批量生产(特别是复杂结构)将变得越来越可行。

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