ORNL通过更新切片软件Slicer 2进一步提升大幅面3D打印能力

2024年7月1日，南极熊获悉，美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）的研究人员发布了一款更新的软件，旨在提高大幅面3D打印的切片效率和精度。这项被称为Slicer 2的切片软件，有助于扩大3D打印技术在金属和复合材料制成的大型物体上的应用。房屋大小的物体甚至更大的物体都有可能实现，例如陆地和水上交通工具以及包括可重复使用太空交通工具部件在内的航空航天应用。

△ORNL Slicer 2屏幕截图显示了打印风力涡轮机叶片模具的45度刀具路径

这款更新的软件通过优化切片算法和处理大型数据集的能力，显著提高了打印过程中的效率和可靠性。研究团队强调，新软件的应用将大大减少打印错误和浪费，从而节约时间和资源。

ORNL研究员Alex Roschli表示：“3D打印物体的质量与控制机器运动的刀具路径的准确性和复杂性直接相关。ORNL Slicer 2软件可直接与各种类型的3D打印机连接，以创建集成平台并与传感器通信以提高打印精度。”

△用球体表示的增材制造的完整流程，展示了CAD设计、线框网格创建、刀具路径生成和3D 打印过程

更新的Slicer 2 LFAM软件

切片软件将计算机辅助设计(CAD)数字模型转换为一系列二维层，称为切片。它计算每个切片的打印参数，例如打印头路径和速度，并将信息保存为数控计算机语言。计算机文件包含3D打印机的指令，用于创建精确的三维图像。

研究人员设计的ORNL Slicer 2具有500多种设置，能够控制单个零件、层或区域的内部结构、形状、温度和其他参数。此外，它能够与模拟软件连接，模拟复杂的增材制造过程中的热量和应力关系。该软件支持颗粒热塑性塑料、丝状热塑性塑料、热固性塑料、混凝土、激光线焊接、MIG焊接和吹塑粉末定向能沉积增材制造系统。

△大型3D打印技术示意

Roschli表示：“这种连通性转化为改进的机器指令，提高了快速成型制造工艺的可靠性和可重复性。与传统加工方法相比，这种软件使快速成型制造商能够以更少的机器和更低的成本生产大型工厂零件。”

ORNL Slicer 2的研究是在位于ORNL的能源部制造示范设施进行的。MDF由能源部先进材料和制造技术办公室支持，是一个全国性的合作联盟，旨在与ORNL共同推动美国制造业的创新和转型。ORNL Slicer 2是一个开源计算机程序，可在GitHub上获取，已有50多家设备制造商、工业终端用户和大学在使用。

UT-Battelle公司为美国能源部科学办公室管理ORNL，该办公室是美国物理科学基础研究的最大支持者。