美國橡樹嶺國家實驗室（ORNL）將在今秋舉行的國際制造技術(shù)展覽會（IMTS）上與俄亥俄州一家機械公司合作打印采用碳素纖維增強塑料的全尺寸汽車底盤。

ORNL在美國田納西州橡樹嶺建有一座碳素纖維技術(shù)中心，該公司正與通過合作設(shè)計挑選的俄亥俄州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公司展開合作。

Local Motors公司正在舉辦一場3D打印汽車設(shè)計挑戰(zhàn)賽。優(yōu)勝者將在IMTS打印的最終汽車設(shè)計中發(fā)揮重要影響，還將得到5000美元獎金和親赴本次展會參觀。

橡樹嶺實驗室的材料科學(xué)與技術(shù)部的沉積科學(xué)和技術(shù)研發(fā)人員Vlastimil Kunc說道，辛辛那提公司將一臺激光切割機改裝成3D打印機。該公司和橡樹嶺實驗室在3月簽署合作協(xié)議，共同開發(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)備和粉末金屬壓實機的辛辛那提公司將這一開發(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。現(xiàn)場展示了將長條的碳素纖維直接放入機器后，小型增強ABS零部件成品的熔融沉積制造。

Kunc說，該機采用熔融沉積制造，用碳素纖維顆粒打印一體式汽車底盤。

Kunc說，顆粒球團非常適用于3D打印來生產(chǎn)大型商用零部件，比長纖維更好。

Local Motors公司希望生產(chǎn)一輛100％碳素纖維增強材料的汽車。碳素纖維增強底盤已被用于賽車上，采用傳統(tǒng)成型工藝來制成復(fù)合材料。3D打印是時下的熱點話題，而直接采用添加制造來生產(chǎn)底盤將成為引人注目的創(chuàng)舉。

Kunc在亞特蘭大會議上的3D打印中采用了13％的纖維增強ABS。橡樹嶺實驗室正在試驗有40％碳素纖維含量的長絲。

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說采用碳素纖維來制作零部件是一個創(chuàng)舉。

"我們現(xiàn)在展示的是你可以把非連續(xù)碳素纖維加工到長絲上，并采用熔融沉積制造進行制造。"

ORNL希望進一步提高該工藝的穩(wěn)健性，可以直接進行制造。

"我們在設(shè)法從基于原型設(shè)計技術(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，"所以我們在設(shè)法提高最終零件的屬性。相比非增強塑料，使用碳素纖維讓我們把剛度提高了5-7倍，強度提高了三倍。"