ORNL通過更新切片軟件Slicer 2進一步提升大幅面3D打印能力

2024年7月1日，南極熊獲悉，美國能源部橡樹嶺國家實驗室（ORNL）的研究人員發(fā)布了一款更新的軟件，旨在提高大幅面3D打印的切片效率和精度。這項被稱為Slicer 2的切片軟件，有助于擴大3D打印技術在金屬和復合材料制成的大型物體上的應用。房屋大小的物體甚至更大的物體都有可能實現(xiàn)，例如陸地和水上交通工具以及包括可重復使用太空交通工具部件在內的航空航天應用。

△ORNL Slicer 2屏幕截圖顯示了打印風力渦輪機葉片模具的45度刀具路徑

這款更新的軟件通過優(yōu)化切片算法和處理大型數(shù)據(jù)集的能力，顯著提高了打印過程中的效率和可靠性。研究團隊強調，新軟件的應用將大大減少打印錯誤和浪費，從而節(jié)約時間和資源。

ORNL研究員Alex Roschli表示：“3D打印物體的質量與控制機器運動的刀具路徑的準確性和復雜性直接相關。ORNL Slicer 2軟件可直接與各種類型的3D打印機連接，以創(chuàng)建集成平臺并與傳感器通信以提高打印精度�！�

△用球體表示的增材制造的完整流程，展示了CAD設計、線框網(wǎng)格創(chuàng)建、刀具路徑生成和3D 打印過程

更新的Slicer 2 LFAM軟件

切片軟件將計算機輔助設計(CAD)數(shù)字模型轉換為一系列二維層，稱為切片。它計算每個切片的打印參數(shù)，例如打印頭路徑和速度，并將信息保存為數(shù)控計算機語言。計算機文件包含3D打印機的指令，用于創(chuàng)建精確的三維圖像。

研究人員設計的ORNL Slicer 2具有500多種設置，能夠控制單個零件、層或區(qū)域的內部結構、形狀、溫度和其他參數(shù)。此外，它能夠與模擬軟件連接，模擬復雜的增材制造過程中的熱量和應力關系。該軟件支持顆粒熱塑性塑料、絲狀熱塑性塑料、熱固性塑料、混凝土、激光線焊接、MIG焊接和吹塑粉末定向能沉積增材制造系統(tǒng)。

△大型3D打印技術示意

Roschli表示：“這種連通性轉化為改進的機器指令，提高了快速成型制造工藝的可靠性和可重復性。與傳統(tǒng)加工方法相比，這種軟件使快速成型制造商能夠以更少的機器和更低的成本生產大型工廠零件�！�

ORNL Slicer 2的研究是在位于ORNL的能源部制造示范設施進行的。MDF由能源部先進材料和制造技術辦公室支持，是一個全國性的合作聯(lián)盟，旨在與ORNL共同推動美國制造業(yè)的創(chuàng)新和轉型。ORNL Slicer 2是一個開源計算機程序，可在GitHub上獲取，已有50多家設備制造商、工業(yè)終端用戶和大學在使用。

UT-Battelle公司為美國能源部科學辦公室管理ORNL，該辦公室是美國物理科學基礎研究的最大支持者。