據美國媒體報道，近日橡樹嶺國家實驗室（OakRidgeNationalLaboratories，ORNL）正與洛克希德·馬丁公司及至少一家其他商業合作伙伴合作開發更大尺寸零件的3D打印技術以用于航空航天領域，據《AviationWeek&SpaceTechnology》報道，這種技術的3D打印尺寸可達60至100英尺（約18—30米）！他們最終的開發目標是要能夠打印結構部件，比如大型無人駕駛飛機的機翼等。

橡樹嶺國家實驗室是世界上最大的科學和能源國家實驗室，隸屬美國能源部，該實驗室經常與商業企業合作開發應用技術。該實驗室擁有一流的材料科學技術，而材料是提高工業級3D打印技術打印尺寸的關鍵。

碳纖維增強塑料：“巨型”3D打印的關鍵

3D打印技術經常面對的一個主要挑戰是，大型3D打印零部件容易產生曲翹，因為同一物體不同厚度的區域降溫速率不同。要知道，3D打印的核心是使用各種手段（包括激光、電子束等）加熱熔融材料，然后逐層構建打印對象。

所以，要想3D打印更大尺寸、并具有良好性能的零部件，首先要在3D打印材料的配方上取得突破。現在據說橡樹嶺國家實驗室已經在這方面取得很大進展。

該實驗室已經開發出一種工藝來生產直徑小于500納米的碳纖維。這些纖維非常微小，它們可以摻入到熱塑性材料中。傳統的短切碳纖維直徑一般為5-7微米，相對于FDM技術3D打印機所用的0.25英寸直徑熱塑性長絲而言實在是太粗了。（FDM即熔融沉積造型技術，是Stratasys公司擁有的兩個主要3D打印技術之一。）

據橡樹嶺國家實驗室的自動化、機器人、制造技術負責人LonnieLove稱，在熱塑性原料加入13％短切碳纖維可以有效增加其剛度和強度，并防止零件在冷卻后產生翹曲。這種方法制造的材料強度據說可與6000系列鋁合金材料相比。

而6000系列鋁合金材料主要是鋁與鎂和硅的合金，強度較高，并在制造業常用，因為它很容易加工，不過它的強度還是不如用于航空航天領域的7000系列鋁合金。

至于洛克希德·馬丁公司的參與可能就不那么令人矚目了。航空航天企業對3D打印技術非常熱衷，這主要是由于成本、重量和設計因素。關鍵的航空航天材料都非常昂貴。因此，任何可以節省材料成本、減輕產品重量的方法那些航空航天企業都非常歡迎。而且3D打印給了設計師很大的自由度使其產品設計不再受到傳統制造技術的限制。

可以制造巨大承重部位，如無人駕駛飛機的機翼，的3D打印機，這樣的設備一旦出現，將徹底改變制造業的游戲規則，并會引起整個供應鏈的連鎖反應。

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