迅速崛起的3D打印正在一些關(guān)鍵行業(yè)——如航空航天、運(yùn)輸和軍工等——重新定義制造。為了加速這一進(jìn)程，美國勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）的科學(xué)家們正在探索利用3D打印無可比擬的靈活性，按需制造出靶（targets）并用于測試材料在極端條件下的性能。

通過一種被稱為雙光子聚合激光直寫（2PP DLW）的增材制造工藝，由LLNL領(lǐng)導(dǎo)的研究小組已經(jīng)制備出首個(gè)毫米大小的低密度泡沫儲層靶，該對象具備納米尺寸的特征并可在紐約Rochester的OMEGA激光器上進(jìn)行材料測試。他們是首個(gè)使用該工藝制造精密宏觀部件的研究團(tuán)隊(duì)。這項(xiàng)針對Omega的研究的主要目的是要把相同的工藝用在美國國家點(diǎn)火設(shè)施（National Ignition Facility Project，簡稱NIF），在這里需要制備類似的部件以改進(jìn)未來的靶的性能。

得益于3D打印技術(shù)，LLNL的博士后James Oakdale已經(jīng)能夠在短短幾個(gè)小時(shí)內(nèi)制造出這些聚合物泡沫靶部件，而不是傳統(tǒng)的需要幾個(gè)星期。對于制造控制的改進(jìn)也意味者研究人員可以更加輕松地改變這些材料的屬性，比如密度、彈性和脆性。

“原來在靶制備出錯(cuò)時(shí)，要把它換掉需要花上兩個(gè)月的時(shí)間?！盉iener說?！岸F(xiàn)在我們可以第二天或者甚至一夜之間做到。這種方式的優(yōu)點(diǎn)我們在開發(fā)一個(gè)靶部件的時(shí)候從概念到交付所需的時(shí)間被大幅壓縮。它也為你創(chuàng)造以前無法使用傳統(tǒng)制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)的對象打開了大門?！?/span>

James Oakdale（坐）和 Juergen Biener在檢查一個(gè)用來測試材料在極端條件下性能的3D打印的泡沫儲層靶

據(jù)悉，這種通過高功率激光系統(tǒng)（比如OMEGA或NIF）進(jìn)行的材料強(qiáng)度測試通常被用于驗(yàn)證材料才強(qiáng)大壓力下性能的計(jì)算機(jī)模型。Biener說這種2PP DLW 3D打印技術(shù)也可以用來開發(fā)用于高通量“鳥槍實(shí)驗(yàn)（shotgun experiment）”的材料庫，這些材料庫通常每個(gè)庫包含幾百種材料，而每種材料往往會在特征尺寸和其它屬性上稍有不同。

按照LLNL靶S&T團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Michael Stadermann的說法，對于NIF來說，3D打印技術(shù)的按需制造能是很有吸引力的，而且能夠縮短未來實(shí)驗(yàn)的周期。

“它這很容易控制你正在測試的對象，而且你在3D打印出來后不需要任何機(jī)加工?！盨tadermann說，“能夠按照你想要的形狀打印出東西是真正有用的，尤其是對于那些無法進(jìn)行加工的材料?！?/span>

最后，研究人員也可能會看到將3D打印用于靶制造也會帶來成本上的優(yōu)勢成本，Stadermann補(bǔ)充說。