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科技創(chuàng)新

【國際前沿】"革命性突破：美國國家橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室（ORNL）打造下一代可持續(xù)復(fù)合材料，重塑增材制造未來"

2023-11-14 383
據(jù)ornl.gov官網(wǎng)報(bào)：2023年11月6日，橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）正在推動(dòng)復(fù)合材料在增材制造中的擴(kuò)展應(yīng)用。該實(shí)驗(yàn)室與工業(yè)實(shí)體合作，專注于通過增材制造提升生產(chǎn)的可擴(kuò)展性，并減輕供應(yīng)鏈中斷的影響。實(shí)驗(yàn)室正在探索使用各種復(fù)合材料——如碳纖維、陶瓷和生物可降解塑料——生產(chǎn)輕質(zhì)、高效的零部件，用于汽車、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域。

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ORNL復(fù)合材料創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)正在使用增材制造壓縮成型技術(shù)快速生產(chǎn)基于復(fù)合材料的成品部件（圖片來源：ORNL，美國能源部）
該增材制造和材料研究在能源部的制造示范設(shè)施和碳纖維技術(shù)設(shè)施項(xiàng)目中進(jìn)行，旨在提升美國增材制造操作者的制造能力。
ORNL復(fù)合材料科學(xué)與技術(shù)部門的領(lǐng)導(dǎo)者Vlastimil Kunc表示“ORNL擁有全國唯一的設(shè)施，具備配方、創(chuàng)建、打印和回收復(fù)合材料的全能力”?！皬脑牧系匠善吩俚綇?fù)合材料成分的‘搖籃到搖籃’方法，為復(fù)合材料的整個(gè)生命周期提供了視角。這種方法幫助我們確定并開發(fā)適合獨(dú)特3D打印應(yīng)用的正確的可持續(xù)材料原料和工藝?！?/span>
該實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們目前致力于完善數(shù)字工具，以簡化生產(chǎn)流程。他們的研究涵蓋了幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域，包括：
1. 創(chuàng)新大規(guī)模制造技術(shù)，在此領(lǐng)域的合作已經(jīng)取得了突破，例如BioHome3D，這是一個(gè)完全生物基的增材制造房屋。
2. 增強(qiáng)復(fù)合材料以提高生產(chǎn)速度，ORNL開發(fā)的增材制造壓縮成型技術(shù)已展示出加快部件制造和降低成本的潛力。
3. 為高應(yīng)力應(yīng)用工程化材料，比如太空探索，在該領(lǐng)域ORNL與NASA合作，開發(fā)能夠承受極端條件的材料。
4. 促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，通過回收高價(jià)值熱塑性材料用于汽車應(yīng)用，從而減少成本和環(huán)境足跡。
5. ORNL還在其碳纖維技術(shù)設(shè)施（CFTF）引領(lǐng)碳纖維材料的創(chuàng)新，支持清潔能源應(yīng)用，并推進(jìn)美國制造能力。
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筆者認(rèn)為，這一舉措或?yàn)閲H3D打印耗材研發(fā)投資引領(lǐng)新的方向，同時(shí)也有可能影響國內(nèi)相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域下一步產(chǎn)業(yè)配置與布局。

來源：ornl.gov

此文由中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)搜集整理編譯，文章不用于商業(yè)目的，僅供行業(yè)人士交流，引用請(qǐng)注明出處。



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