来源：天工社

经常看天工社新闻的朋友们对于美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）可能并不陌生，因为我们经常报道关于LLNL的一些新闻。LLNL可以说是全球3D打印技术，尤其是金属3D打印技术，领域最先进的科研机构了。有大群的科学家在该机构的几个专门的3D打印实验室里不断改进3D打印技术的各个方面。尽管如此，对于公众来说，这个科研机构仍然相当神秘。幸运地是，近日，LLNL组织了一批媒体到其所在地进行参观，使我们能够近距离地观看这个顶尖的科学组织，以及他们最新的科研成果。

 

LLNL实际上附属于加州大学，位于加州利弗莫尔（Livermore），它拥有数千名全球一流的科学家，在科学的各个方面进行着无数的创新。除此之外，这里还有一些世界上最快的超级计算机，并为元素周期表添加了5个新的元素，这里的科学家甚至正在研究可以偏转小行星的技术。

所以，LLNL带一点保密性也就不足为奇了。实际上，LLNL在1952年成立之初就是一家核科学创新实验室，至今仍然承担着美国能源部和军工领域的诸多项目。自然而然，这次媒体参观也只能够看到其中的一部分。

据悉，LLNL在3D打印领域研究的重点是金属零部件的制造。实际上，LLNL展示的三个3D打印实验室有两个是专注于金属的。为了说明他们的工作，LLNL展示了他们仅用8天就3D打印出来的一个火箭发动机，而且没有零部件，完全是一体的。“它是制造奇迹，说明了3D打印技术改变游戏规则的潜力...它并不是简单的一块，里面的管道沿着钟形的开口运行，弯曲地穿过整个部件，使用传统的方法是不可能实现的。”LLNL说。尽管比现有的替代品效率更高，但是打造成本仅需1万美元——比行业标准更便宜。

 

简单地说，这就是金属3D打印要给众多行业带来的东西。LLNL显然正在推动这一创新。今年早些时候，我们已经看到LLNL发起了加速认证增材制造倡议，该计划旨在改进金属3D打印技术和推动它在各行各业的广泛应用。这种基于研究的方法将结合物理模型、数据挖掘和不确定性分析，从而优化3D打印金属零部件和加速其认证过程。

更重要的是，他们的努力似乎取得了成效。LLNL透露称，他们发现导致3D打印金属结构上的微小孔隙缺陷的原因——从而为可靠、重现性好的金属3D打印铺平了道路。就在上个月，LLNL使用一台基于粉末床的SLM 3D打印机（全世界仅有四台）在激光器设计方面获得了突破。这不仅为他们的部分发展项目带来前所未有的控制，该3D打印装置还使用了一种前反馈系统，使得它更容易找到 缺陷和验证部。虽然还在开发中，但它仍算3D打印批量生产的一大进步。

除此之外，LLNL的另一个3D打印实验室也在试图突破材料的限制。如果有一件事阻碍了3D打印革命的进行的话，那毫无疑问，就是当下有限的材料。LLNL的研究人员因此正在努力开发那种拥有自然界中不存在属性的材料，比如拥有梦幻般的强度重量比的非自然微观结构。今年六月份的时候，LLNL已经成功展示了这种轻质弹性材料，它的单元结构可以通过3D打印技术来操纵。

 

另外，塑料、金属、陶瓷和油墨等材料也都是LLNL实验室的研究对象。就在过去的几个月里，LLNL开发出了具有前所未有的热绝缘和冲击吸收性能的3D打印泡沫、可以捕获有害的二氧化碳排放的3D打印苏打、可以将甲烷转化成甲醇的3D打印聚合物等。

与此相应地，3D打印技术也需要进行调整，以适应这些不同寻常的材料。今年夏天早些时候，LLNL透露其直接墨水书写3D打印技术可以用于打印石墨烯气凝胶，它可以提高电池和超轻超级电容器的能量存储容量。2015年的时候，LNLL的光学工程师Bryan Moran率先发明了一种被称为大面积投影微光固化（LAPµSL）的新型SLA技术，该技术可以使用UV光创建出比以前更详细、更大的对象。

而且，LLNL在3D生物打印领域也成就卓然——已经成功地3D打印出可自我组织称血管的人类细胞，这是实现3D打印器官和组织的关键。