當(dāng)談到飛機制造和高性能的汽車，有兩家公司可能會脫穎而出：百年企業(yè)波音(Boeing)——固定翼飛機，火箭和衛(wèi)星的設(shè)計和制造商;有60年歷史的蓮花(Lotus)——跑車和F1賽車制造商，一直在做自己最擅長的領(lǐng)域。這兩家公司一個在天上飛，一個在地上跑，好像沒什么關(guān)系。

但是如果您認(rèn)為這兩家公司真的沒有什么交集，那您就錯了。從2005年以來，這兩家公司就開始攜手合作，試圖通過3D打印(增材制造)技術(shù)設(shè)計開發(fā)出更強、更有用的零部件。不久前，兩家公司還共同申請了一項技術(shù)專利(正在申請中)，該技術(shù)可以解決3D打印制造過程中出現(xiàn)的一個問題。

大部分人可能都知道，3D打印機根據(jù)其所采用技術(shù)的不同而有所區(qū)別。基于FDM技術(shù)的3D打印機主要是通過融化塑料或類似的材料，逐層堆積形成打印對象;選擇性激光燒結(jié)(SLS)技術(shù)則是通過激光融化、燒結(jié)固體粉末來打印對象。

波音和蓮花一直在使用SLS技術(shù)進(jìn)行原型設(shè)計和生產(chǎn)最終部件。據(jù)天工.社了解，一般而言，3D打印逐層進(jìn)行的特點，往往會導(dǎo)致打印對象層與層之間的連接不牢固，尤其是當(dāng)使用的打印材料為非金屬時，這種現(xiàn)象尤為明顯。對于普通的3D打印愛好者而言，這一現(xiàn)象可以忽略不計。但是，當(dāng)您用它制造飛機和時速高達(dá)200英里每小時的賽車時，這就是一個致命的缺陷了。

目前在激光燒結(jié)過程中用來彌補該缺陷、強化3D打印對象的一個方法是，把碳纖維或玻璃材料的細(xì)顆粒摻進(jìn)打印的各層。但是，其強度還是比不上使用傳統(tǒng)方法制造的零部件。波音公司和蓮花最新申請的專利技術(shù)就可以解決這一問題。

SLS 3D打印機的工作方式是先鋪上薄薄一層粉末，然后用激光燒灼它。 這意味著，加強材料(碳纖維)的股線方向大致相同，因此它只能在單一方向上產(chǎn)生 強化效果。也就是說，經(jīng)過碳纖維強化的完整3D打印零部件只是在一個方向上強度比較高。而在平行于打印平面的方向上，經(jīng)過碳纖維強化的3D打印件強度則比普通的3D打印件強不了多少。

加固材料的不同顆粒尺寸和分布

于是工程師們就想出了一種方法。他們發(fā)現(xiàn)，如果在原有的碳纖維顆粒中再摻入一組更小和形狀隨機的碳纖維顆粒，將會顯著提升3D打印對象的強度。為了確定這些顆粒的大小以及隨機分布程度與打印強度的關(guān)系，工程師們又進(jìn)行了一系列的研究。

最終，工程師們找到了使碳纖維(或其它增強材料)的隨機小尺寸的顆粒導(dǎo)向不同方向的方法。使得用碳纖維增強的3D打印聚合物零部件，在所有方向上的強度都變得更高。