第四百零五章 打印機(jī)器人
,我能升級避難所 !
眾所周知,在自然界中金屬是以化合態(tài)存在的,也就是形成所謂的化合物。
只有那些極不活潑的金屬才會以單質(zhì)的形式存在,比如說金、銀、鉑、鈀……這些貴金屬因為其性質(zhì)穩(wěn)定,不易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),也被稱之為惰性金屬。
所以人類在自然界中所能夠獲得的金屬大多數(shù)是以化合物形式所存在的礦物,需要通過冶煉之后才能獲得新的金屬單質(zhì)。
然而單純的金屬單質(zhì)物理性質(zhì)單一,很多時候不能夠滿足使用需求。
比如說眾所周知的鐵,實際上單純的鐵單質(zhì)是很軟的,只有和碳在一起形成了鐵碳合金,才會具有堅硬的質(zhì)地。
而且根據(jù)溫度的不同,鐵晶體內(nèi)的晶格排列形式也不同,根據(jù)這一物理性質(zhì),便可以通過對鐵碳合金進(jìn)行不同溫度的加工,從而獲得性能不同的鐵碳合金,也就是通常意義上我們所俗稱的鋼。
人類使用合金的歷史非常悠久,最早可以追溯到六千多年以前的古巴比倫人,他們是已知最早開始冶煉青銅,也就是銅錫合金的文明。
炎國也同樣在很早以前就開始使用合金,在三千多年以前的商朝,炎國人的祖先就已經(jīng)在大規(guī)模的冶煉和使用青銅了,甚至還能通過鍛打等加工方式獲得鋒利的劍。
著名的越王勾踐劍甚至在幾千年后依舊鋒利無比,可以輕輕一劃就切開十幾層的紙張。
所以在人類的生活當(dāng)中,合金可以說是比比皆是。
但想要用3D打印來打印合金,這依舊是一件非常難的事情。
首先從理論上來說,這確實可以做到,因為對合金的定義就是一種金屬與另一種或幾種金屬或非金屬經(jīng)過混合熔化,冷卻凝固后得到的具有金屬性質(zhì)的固體產(chǎn)物。
所以用3D打印來打印合金,理論上來說只需要按照所需的配比將金屬的單質(zhì)原材料混合在一起,然后通過激光進(jìn)行加工,便可以得到所需要的合金。
然而想要做到這一點(diǎn),卻并不容易。
首先金屬粉末的混合必須做到每一次燒結(jié)的原材料在總體配比上要十分的均勻,不然金屬比例產(chǎn)生誤差,打印出來的材料性能也會存在問題,會破壞打印出來的成品的整體結(jié)構(gòu)。
在災(zāi)難之前藍(lán)星就已經(jīng)有激光3D打印技術(shù)出現(xiàn),甚至有人用鈦金屬打印出了一套鋼鐵俠盔甲,其性能可以抵御步槍射擊。
但這都是在封閉的設(shè)備內(nèi)將金屬粉末鋪滿大約只有0.1mm甚至幾微米的一層,再用激光在需要打印的區(qū)域進(jìn)行燒結(jié)。
如此反復(fù),一層一層的燒結(jié)之后,才能將零件打印出來。
在這一過程中,如果有氣流擾動,是會直接將還未燒結(jié)的金屬粉末吹走的。
效率慢與氣流擾動會帶來的干擾暫且不說,受限于嚴(yán)苛的條件要求,這樣打印很難對大型零件進(jìn)行打印,而且也無法打印合金。
如果只是已經(jīng)加工成合金的粉末顆粒燒結(jié),那自然很簡單,但要想不同單質(zhì)的金屬加工成合金那可沒那么容易。
因為這里有一個很重要的因素就是溫度。
燒結(jié)是以略低于材料融點(diǎn)的溫度進(jìn)行加工,使粉末顆粒之間粘結(jié),但想要將不同單質(zhì)的材料加工成合金,顯然不可能只靠燒結(jié),而需要將材料真正融化。
而且更關(guān)鍵的一點(diǎn)是,想要獲得某些特殊的合金,加工的溫度甚至還要比材料的融點(diǎn)高很多,并且需要將溫度維持一定的時間,才能使材料性質(zhì)充分發(fā)生變化。
而這些,恰恰是現(xiàn)在3D打印技術(shù)所難以實現(xiàn)的地方。
但這些對于陳新來講都不是問題,將單質(zhì)金屬粉末顆粒用激光融化,使不同的金屬單質(zhì)混合在一起形成合金,再讓合金冷卻燒結(jié),成為所需要的零件,他所制造出來的3D打印機(jī)都可以做到。
并且陳新制造的3D打印機(jī)并不像傳統(tǒng)的設(shè)備那樣是通過一個固定的框架和打印頭來打印,而是看上去類似于一個小型的機(jī)器人。
一個小型機(jī)器人攜帶一部分原料,然后將原料按照預(yù)先設(shè)計好的程序融化成合金,再打印成型。
在機(jī)器人足夠多的情況下,可以很快就將一個大型零件打印完畢。
這種技術(shù)的靈感來源于一些科幻游戲,在這些游戲里,常常使用所謂的納米機(jī)器人通過3D打印來制造物品,陳新所借鑒的正式這一點(diǎn)。
只不過他沒有將機(jī)器人做的那么小,而是做成了小型無人機(jī)的樣式。
在答應(yīng)了給工程技術(shù)人員制作小型樣機(jī)之后,陳新很快就通過避難所里的工作臺和機(jī)械臂制作完成了原型機(jī),并且還升級了一下。
“這……這實在是太驚人了!”工程技術(shù)人員看著這臺無人機(jī)一樣的小型3D打印機(jī)器人在自己眼前打印出了一座埃菲爾鐵塔的微縮模型,忍不住驚嘆卻又顯得有些詞窮了。
“這就是我說的3D打印設(shè)備的小型樣機(jī),根據(jù)實際使用需求的不同,它可以做的更大,也可以做的更小,眼前這個大小倒是比較通用于各種場合。”陳新一邊展示著這臺3D打印設(shè)備的樣機(jī),一邊做著介紹:“它每次可以攜帶大約兩公斤的原材料,可以是已經(jīng)加工好的合金粉末,也可以是金屬單質(zhì)粉末混合物,并且可以多臺設(shè)備聯(lián)機(jī)打印,打印出所需要的大型金屬構(gòu)件。”
“有了這個,建筑施工可要變得簡單多了!”工程技術(shù)人員腦子里已經(jīng)開始暢想幾百臺這樣的3D打印機(jī)器人同時開工,讓建筑物像地里的春筍一樣長出來的畫面了。
“嗯,不光是建筑建造,這還可以用于機(jī)械制造和金屬加工,采用3D打印的好處就在于打印精度足夠,打印出來的金屬零件甚至不需要再加工,而且無論你需要的造型多么古怪,對于3D打印來說,都能夠?qū)崿F(xiàn)。”陳新看著工程技術(shù)人員激動地樣子,笑著說道:“對于一些需要高精度零件的領(lǐng)域來說,這可是非常有用的。”