GE与LLNL受委托携手开发开源的金属3D打印软件

本周，美国Lawrence Livermore国家实验室（LLNL）宣布，他们与通用电气（GE）一起获得了America Makes的委托，共同开发增材制造软件算法，为期一年半。值得注意的是，LLNL与GE携手开发的是一种开源算法，其目标是改善通过增材制造方法创造的金属部件，这两家机构并获得了America Makes 54万美元的研究拨款。

该项目的意图是使所产生的算法在公共部门和私营部门中使用，鼓励他们更多地参与金属材料的增材制造，其重点放在选择性激光熔化（SLM）的方法上。目前，尽管SLM技术被很多人看好，许多组织正在致力于开发和改进这种技术，但由于各自为战，各个机构开发的技术各不相同，缺乏一种共同的、被普遍接受的方法。这种状况阻碍了SLM技术的快速发展。

“如果我们能降低进入门槛，我们可以帮助美国企业、大学和研究实验室作进一步推进增材制造。”LLNL的Ibo Matthews说。这个联合项目的主要负责人是来自LLNL的Ibo Matthews和Gabe Guss，以及来自GE的 Bill Carter。

“目前在使用SLM技术时，你并不能保证一个部件在完成后其结构总是完美无缺的。”Matthews说。“这是机械部件的关键，尤其是在像航空航天、能源这样的行业，零部件的故障可能会导致重大问题......在理想情况下，你会把STL文件发送到任意的3D打印机里，而打印出来的零部件无论在尺寸和材料性能方面都会保持一致。而实际上，目前，这种情况不会发生。”

左右两边为LLNL的研究人员Ibo Matthews和Wayne King；而中间则为GE的Gabe Guss

首先发送文件到“任意3D打印机”就是个问题，因为并非所有的设备会以相同的方式来处理相同的文件。虽然一些SLM机器允许根据所使用的特定类型金属粉末进行定制，但很多还做不到，其出问题的根源在于逐层构建的方式，它不能根据特殊材料的需求改变热量/温度设置。

“如果你能，”Matthews指出，“告诉机器正确的激光参数以优化每层的加热和熔化环节，则整个制造过程可以更可靠和有效。”

而这正是研究人员们正在着手做的事。Matthews表示，SLM机器的数量并不是问题；问题在于，目前缺少一款可运行在所有设备上的软件。如果能有一款可以工作在多个平台上的标准化软件，那么零部件就可以以大致相同的方式来制造，就算是使用不同的3D打印机，也会具有相同的材料特性。这种软件也能消除用户相当高的错误率。

“目前市场上的商业SLM机器不允许用户访问特定的工艺参数信息和刀具路径。”GE的Carter说。“这就限制了研究人员进行受控的验证实验以支持建模工作和工艺开发的能力。GE和LLNL的合作将导致针对几款被研究机器的新协议的出现，从而为更加可靠的过程控制和优化策略铺平方向。”

研究团队的终极目标是开发出一款可供公众使用的开源软件。LLNL的研究人员在激光方面有着很强的专业背景；而GE的研究人员则更多地通过软件来控制激光扫描的设置，以匹配材料性能和打印参数。

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