ORNL实验室和卡特彼勒双双指向3D打印零部件生产领域

工程机械制造行业早在90年代就已开始应用于3D打印机技术，经过多年的探寻，卡特彼勒、博世力士乐等工程机械行业巨头都在大力地运用这一技术提高效率、降低成本以及打造出核心竞争力。经过多年的探寻，3D打印机的自定义化工装夹具、产品原型以及零件铸中中用的砂模都已在工程机械领域充分发挥了最重要起到。

近期，美国橡树岭国家实验室（ORNL）展出的世界首台3D打印机挖掘机，以及卡特彼勒与3D打印机专业服务商FIT公司创建的合作关系，都让人感受到3D打印机技术又向工程机械零部件的必要生产和生产领域迈向了一步。本期，小编和大家联合来理解一下ORNL实验室在工程机械零部件增材生产方面获得的成果和卡特彼勒在3D打印机应用领域的新动向。科研成果和工程机械巨头双双指向生产领域由3D打印机必要生产的三大部件美国橡树岭国家实验室（ORNL）与美国设备生产协会、国家流体协会等机构共同开发了全球首台3D打印机挖掘机。

这台3D打印机挖掘机于3月11日在IFPE展览中亮相。在这台挖掘机中还包括了三个由3D打印机设备必要生产的零部件：驾驶室、动臂和热交换器。挖出机动臂长大约2．1米，重量大约为181千克，是由ORNL新的研发的大型金属零件3D打印机设备生产的，打印机材料为低成本的金属，动臂在设计时早已为液压零件腾出好内置的地下通道。

挖掘机的驾驶室是由美国伊利诺伊大学厄本那香槟分校的学生工程设计团队设计的，驾驶室使用了仿生设计，设计启发来自于大大自然里转弯拱顶的树枝，驾驶室重量大约68千克，设计团队回应这一驾驶室比起传统设计方案的驾驶室减肥25％，同时强度是可以确保的。驾驶室是由ORNL实验室的BAAM（大幅面增材生产）3D打印机设备和碳纤维强化复合材料生产的。挖掘机的3D打印机热交换器重量大约5．9千克，打印机材料是铝。研发工程机械金属3D打印机零部件在首台3D打印机挖掘机亮相后旋即，工程机械巨头卡特彼勒公司宣告其与德国仅次于的3D打印机服务商FIT签定了三年的合作协议，双方将共同开发工程机械中的铝、钛两种材料的3D打印机零部件。

长期以来，卡特彼勒根据用户的市场需求有针对性的研发工程机械设备，与FIT在3D打印机金属零部件研发领域的合作，将强化卡特彼勒在工程机械设备自定义化研发方面的实力。卡特彼勒增材生产工厂比起ORNL实验室在3D打印机必要生产工程机械大型零部件领域的探索性成果，也许卡特彼勒与FIT合作开发的3D打印机零部件需要更慢的转入到工程机械生产领域，3D科学谷指出卡特彼勒和FIT在增材生产技术和应用领域累积的大量经验为此奠下了基础。根据3D科学谷的市场研究，卡特彼勒早在1990年就创建了较慢原型实验室，该实验室用于了大量的3D打印机设备来生产推土机、挖掘机以及其他设备的零件原型，并且为生产车间生产工具。

后来该实验室划归卡特彼勒正式成立的增材生产集团，集团用于FDM，SLA，SLS等3D打印机设备生产测量工具、展出模型，装配夹具，手工具以及其他的功能部件。2016年，卡特彼勒在美国的研发中心正式成立了3D打印机与创意加速器，从产品创意、为增材生产而设计和铸三个方向前进3D打印机技术的应用于和成果转化成。FIT工厂内部FIT公司则某种程度是一家3D打印机服务商，该公司在软件、设计、工艺、材料等方面是全面发展的，其业务主要环绕着三块核心领域积极开展：原型、增材生产设计与生产（ADM）以及研发，研发板块主要牵涉到到系统、工艺以及材料的研发。不仅如此，FIT的业务还包括将自己打造出的高度自动化的增材生产工厂和经验“拷贝”给必须将3D打印机技术应用于到生产领域的客户。

FIT的增材生产工厂是高度自动化的，还包括粉末的上下漆装置，供粉装置通过工厂上方的管道跨越一起，工厂通过软件来处置简单的数据流，并记录工厂里所有的运转操作者情况，这一系列的管理方式打造出了工厂在精益生产领域的竞争力。

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