美国橡树岭国家实验室参观记
2015年6月23日,我(注:本文作者是一位美国教师)参加了对美国橡树岭国家实验室(ORNL)下面的制造开发设施(MDF)的参观活动。这次活动是由田纳西州教育部组织的,参与者是一群学院、职业和技术教育的主管和负责人。
我们的两个热情的导游来自Hardin Valley学院,这是一所据MDF仅一英里远的一所高中。MDF自诩为正在将下一代科学发现转化为重建和振兴美国制造业的解决方案。在参观中引起我的兴趣的还包括ORNL里两个工程师的女儿和妹妹,这两位利用自己的背景帮助附近的橡树岭高中(ORHS)的学生获得更多接触先进制造业和机械电子工程领域的机会。
此外,ORHS最近在密苏里州St. Louis举办的FIRST机器人世界锦标赛上战绩不错,获得了第二名。ORNL MDF提供的帮助包括在这个中心里辟出几个区域辅导FIRST机器人团队进行协作、培训、创新和使用材料。包括我们的导游,还有几个ORHS的学生都是ORNL的实习生。
作者坐在ORNL首辆3D打印的汽车上
抵达生产车间后,第一眼看到的,也是最吸引研究的就是那台Big Area增材制造(BAAM)设备,它有一个房间大小。今年一月份奥巴马总统访问田纳西时看到的那辆著名的Shelby Cobra跑车复制品就是由这台3D打印机打印出来的。我原本听说这辆跑车的车身是碳纤维制成的,现在我们的向导澄清说它其实是用碳纤维增强的塑料打印。令我惊讶的是,这台巨型3D打印机使用的实际上是由15%的碳纤维和85%的ABS塑料制成颗粒,而非我们在桌面式3D打印机上通常所见的线材,每个颗粒都有豌豆大小。碳纤维与塑料的混合提供了最佳的强度和柔韧性。除了能够以最节能的方式生产汽车车身之外,3D打印也消除了各种浪费,比如传统制造方式容易产生的各种边角料等,这里就很少见到。
我们在参观整个生产场地的过程中,还试坐了3D打印的椅子,这个椅子是一次打印完成的,没有铆钉或运动部件,非常符合人体工程学,坐上去很是舒服。在同一个位置站着一台高度抛光、密封有美国能源部标志的黑色演讲台(见下图)。据了解,这是在奥巴马访问时现场打印的。其它看到的展品包括一块F17战斗机机身的复制品,和BAAM打印的第一个汽车模型。
到目前为止,我们在参观中看到的都是基于塑料的3D打印技术。最后,我们终于看到了一台使用钛金属粉末的3D打印机,这台机器有一台工业冰箱那么大。展出的由它打印的产品包括一台具有浮力的空心水下机器人臂,以及一次3D打印而成的金属链条。
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