一組瑞士的學士學生設計了一款 3D 高速多材料金屬打印機,這項創新技術可能會改變航空航天、推進系統和電子移動製造的未來。據報導,這些年輕研究人員在僅僅九個月內成功構建出原型機,該機器採用了旋轉激光粉末床熔融 (LPBF) 系統,能夠以顯著快於傳統系統的速度打印圓柱形金屬部件。這種技術的突破不僅使得打印速度大幅提升,還能夠在一次操作中同時處理多種金屬,這意味著科學家可以在一次無縫的步驟中打印出如火箭噴嘴等部件,這些部件的核心是銅,外部則由鎳合金構成。
這款新的金屬打印機是由六名大學五、六學期的學生創造的,主要針對當前金屬增材製造中的兩大挑戰:速度和多材料能力。傳統的 LPBF 打印機通常採取停止-啟動的工作方式,逐層應用並熔合每一層材料。而該團隊的創新解決方案則是通過旋轉打印平台的方式,使粉末能夠持續沉積並熔合,這樣就能顯著縮短圓柱形組件的生產時間,減少了超過三分之二的生產時間。此外,這款打印機還能同時使用兩種不同的金屬進行打印,而當前的 3D 打印機在沒有多次打印階段或複雜後處理的情況下無法實現這一點。
學生主導的這個名為 RAPTURE 的項目,最初是為了幫助瑞士學術太空倡議 (ARIS) 建造能夠承受太空飛行條件的雙液體燃料火箭噴嘴。ARIS 的目標是在未來幾年內到達卡門線,即國際上定義的太空邊界,距離地球表面約 62 英里 (100 公里)。據 Tucker 透露,這台機器的獨特之處在於其旋轉的粉末供應和氣體流動系統,這對於打印部件的質量至關重要。該機制在熔合區域吹送惰性氣體,防止在打印過程中氧化,同時也能持續提取煙灰、飛濺和其他副產品,確保更清潔的建造環境和更高的部件完整性。
這所大學已經就該技術申請了專利,並指出該技術在航空航天、汽車和能源領域的潛力。而原型機已經成功生產出直徑可達 7.8 英吋 (20 厘米) 的渦輪靜子。Tucker 表示,團隊目前正在努力擴大這一過程並與業界合作。他在新聞稿中提到,能夠在九個月內由一組學生開發並建造出一台功能完善的機器,實在是相當了不起。這項研究的成果已經發表在《CIRP Annals》期刊上。




