IMTS 对大型 3D 打印的影响 – 3D打印行业资讯网

9 月 9 日至 14 日，芝加哥麦考密克会展中心将举办 IMTS 2024，即国际制造技术展，该展会旨在庆祝包括橡树岭国家实验室 (ORNL) 在内的勇敢团队以及完成了不可思议的 3D 打印的行业合作伙伴成立 10 周年。不到六天的时间——世界上第一辆 3D 打印汽车 Strati。现在，经过该领域十年的进步，是时候反思 IMTS 2014 上的这一壮举如何永远改变增材制造了。

创建图层

直到2014年，最大的商用打印机尺寸为3’x2’，材料成本为每磅100美元，速度徘徊在每小时0.5磅左右。为了取得成功，由当时的橡树岭国家实验室 (ORNL) 的朗尼·洛夫 (Lonnie Love) 博士（现为桑迪亚实验室员工）领导的团队不仅要建造一台新打印机，还要配置硬件和软件来打印比以往更大的零件；更不用说他们的时间框架最多也只有 9 个月左右。

项目合作伙伴辛辛那提公司提供了一个巨型 3 轴激光切割龙门作为机器的基础。该团队用定制的挤出机头和进料器取代了激光器，并安装了加热床。他们有一台带有这些附加功能的打印机，但这只是成功的一半。他们需要编写打印和建模软件来帮助指导开发。

在测试过程中，打印件始终会变形（或“像薯片一样皱巴巴的”），这对于大型 3D 打印零件来说是一个常见但具有挑战性的问题。塑料合作伙伴 Techmer 提供了短切碳材料，有助于减少翘曲，但零件仍然不符合规格。

通过内部建模，他们发现问题是挤出机吞吐量不足。他们设计了一种螺旋钻，可将物料流量提高到 35 磅/小时，这在当时是前所未有的速度。螺旋钻是在 IMTS 之前两周制造的，没有时间进行测试打印；该团队只能希望他们的模型是正确的，并且他们在陈列室中的生产打印能够得到回报。

该机器在展会观众面前印刷并获得了巨大成功。 Strati 车身在两天内打印完毕，团队在本周末之前完成了它并迅速添加了动力传动系统。它是由 Local Motors 时任首席执行官、如今 Haddy 的创始人和所有者杰·罗杰斯 (Jay Rogers) 逐出 IMTS，乘客座位上是 AMT（制造技术协会，拥有并运营 IMTS）主席道格·伍兹 (Doug Woods)。制造界各行各业的人都记得他们是如何看待她的以及随之而来的大张旗鼓。

斯特拉蒂的继承者

IMTS 的汽车打印不仅证明了大规模增材制造的有效性，还促进了新想法、新公司和全球产业的出现。

Lonnie Love 博士在最近一期的杂志中讨论该项目时表示：“我保证我们已经将 (AM) 技术加速了五年，系统只承受了九个月的实际压力，而且进展非常快。”

为了提高挤出成本和速度，ORNL 推出了 Techmer 短碳纤维颗粒，最初用于注塑成型，以取代 Strati 打印丝。该技术由辛辛那提公司的第一位客户 Sabic 商业化，该公司购买了第一台 BAAM 打印机。 Techmer 和 Sabic 现在拥有用于大幅面增材制造的广泛 3D 打印材料目录，这些目录将在 IMTS 2024 上由 Formnext 加速的增材制造领域展示。

奥斯汀·施密特 (Austin Schmidt) 当时是 Caterpillar 的一名工程师，他在 IMTS 上看到了 Strati 印刷品并受到了启发。他领导了与 Caterpillar 和 ORNL 的合作，生产大型增材零件，使他们能够加快大型设备的原型制作过程。

继这一成功之后，奥斯汀和他的合作伙伴安德鲁·巴德 (Andrew Bader) 在俄亥俄州阿克伦创立了 Additive Engineering Solutions，这是美国最早的大型增材制造公司之一。他们寻求使用大幅面打印来制作工具、布局和生产零件。今天，他们使用三个 BAAM 系统和来自 CEAD 的 Flexbot 系统（IMTS 展位号 432430）生产产品，该系统刚刚在 IMTS 2024 上展出，其机器人系统可以配置为小型、经济实惠的系统或大于任何 BAAM。

Thermwood（IMTS 展位号 433103）提供了 IMTS 2014 所需的所有处理。受到展会结果的鼓舞，他们开始为大型 5 轴铣机开发 3D 打印头。今年，Thermwood 带着一系列大型增材制造 (LSAM) 打印机和名为“切割层增材”的新技术重返 IMTS，他们可以使用传统的平面铣床生产复合材料的大型模具。

激发 3D 打印汽车挑战的领导者杰伊·罗杰斯 (Jay Rogers) 现已在佛罗里达州圣彼得堡创立了 3D 打印家具公司 Haddy。他们正在安装一系列 CEAD Flexbot 打印机，以满足通过 Room & Board 等商店销售的家具的需求。

辛辛那提公司 BAAM 工程师 Michael Parks 与他人共同创立了 GZERO Additive（IMTS 展位号：433152）。尽管他们的系统比 BAAM 的小，但它们填补了市场上蓬勃发展的大型和小型系统之间的空白。 GZERO 在 IMTS 上展示了具有 16.3” x 13.9” 构建板的系统。

将在 IMTS 2024 上参展的另外三个主要 3D 打印公司是 3D Systems（IMTS 展位号 433129）、Caracol（IMTS 展位号 433039）和 Hybrid Manufacturing Technologies（IMTS 展位号 432320）。该列表甚至更长，因为该技术拥有强大的竞争生态系统，这在很大程度上要归功于 IMTS 2014 上的 Strati 挑战赛中创新的快速采用。

平流层是极限

全球工业3D打印市场预计将超过161亿美元。¹ 据 AMT 称，到 2026 年，其复合年增长率将达到 14%，部分原因是来自 IMTS 和 Strati 技术展会负责人的业务。

尽管最初的 BAAM 系统和 Strati 的一些合作伙伴未能在早期采用者和一般市场之间的差距中幸存下来，但其他合作伙伴却显着增长。例如，ORNL 的制造示范设施 (MFD) 已发展十倍，成为美国领先的增材制造创新实验室。无数美国合作伙伴为行业领导者生产产品，并看到他们的运营取得了显着进步。事实上，ORNL MDF 创建了一个融合制造平台，以创新配置将金属增材制造与数控加工和其他熟悉的工艺相结合。这种混合配置将在 IMTS 北楼入口处的 AMT 新兴技术中心的 236700 号展位上展出。

ORNL 复合材料和技术部门负责人 Vlastimil Kunz 是 Strati 团队的首批成员之一，他在接受采访时描述了业界领先的大型 3D 打印技术：“我们与合作伙伴一起推出了通过压缩成型进行增材制造……我们有一台 500 吨的压机，我们用每小时约 150 磅的挤出机来制造零件……在两分钟内，我可以制造出一个四磅重的零件。”

使用这种整体方法，增材制造建立在既定方法的基础上，并改进了现有的制造工艺。 Koontz 表示，“周期时间突然变得清晰起来……您开始接近汽车行业的周期时间……将大规模挤出沉积视为工作流程中的一种有效方法，可帮助您完成最终零件。”

所有这些进步在很大程度上得益于 IMTS 2014 上大胆的技术演示。

谈论勇气

在 9 月 9 日至 14 日举行的 IMTS 2024 期间，参观者将能够听到这个勇敢团队成员的声音并与他们互动，并近距离接触 Strati。

• 层数 将在麦考密克广场大广场入口附近的麦考密克广场户外展示。 9 月 9 日星期一至 9 月 14 日星期六。
• ”利用新一波增材和数字技术实现大型零件的自动化生产”，CEAD 首席执行官 Lukas Janssen，9 月 9 日星期一上午 11:30 至中午，SPS – 智能生产解决方案舞台，北楼（展位号 236800）。
• ”超越原型：利用 3D 打印进行全面家具改造”，Jay Rogers，9 月 9 日星期一，15:30-16:00，Formnext Stage，西楼（展位号：433010）。
• ”如何 3D 打印 Audacious”，2014 年打印 Strati 的团队的小组讨论。 Jay Rogers、Rick Neff 和 Gary Wasilash（Shinymetalboxes.com 的作者）。 9 月 12 日，星期四，12:30 至 13:00，IMTS+ 主舞台，大广场。
• ”以思维的速度进行创新”，与朗尼·洛夫（Lonnie Love）和佐治亚理工学院教授汤姆·库费斯（Tom Kurfess）合作。 9 月 10 日星期二 10:30-11:00 Formnext Stage，西楼（展位号 433010）。
• ”新的增材制造工艺”，与 Lukas Janssen、Rick Neff 和 Mantle 首席执行官兼联合创始人 Ted Sorom 进行小组讨论。 9 月 13 日星期五下午 2:00-2:30，Formnext Stage，西楼（展位号 433010）。
• ”增材制造服务专家组”，GKN Additive Forecast 3D 商务副总裁 Ken Burns、GZERO Additive 联合创始人 Michael Parks、Xometry 应用开发和营销总监 Greg Paulsen。 Formnext Stage，西楼（展位号：433010）。

查看 IMTS 中​​ Formnext Stage 上的所有会议。

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关于作者

Christian Cavallo 和 Rick Neff 是 AMT（制造技术协会）的撰稿人，该协会拥有并运营 IMTS（国际制造技术展）。

¹ AMT工业增材制造市场规模不包括桌面3D打印机、软件、硬件服务收入或最终用户为内部目的产生的价值。此外，市场规模不包括生物、建筑、食品和制药 3D 打印。