目前，包括Stratasys與3D Systems等公司均提供了重要的工業(yè)級3D打印機(jī)，但卻還未能在主流工業(yè)領(lǐng)域展現(xiàn)積層制造的真正實力。因此，在日前由美國弗吉尼亞理工大學(xué)(Virginia Tech)主辦的“2014年春季積層制造挑戰(zhàn)賽”(Spring 2014 Additive Manufacturing Grand Challenge)，就成了證實這些3D打印工具能力的最佳機(jī)會。包括美國空軍科學(xué)研究院(AFOSR)、美國國防大學(xué)(NDU)、機(jī)器人研究公司 (Robotic Research LLC,)以及Stiefel家族基金會均贊助了這項競賽。

Virginia Tech美國弗吉尼亞理工大學(xué)主辦「2014年春季積程制造挑戰(zhàn)賽」，展示3D打印工具打造能以遙控行駛的小汽車。

美國弗吉尼亞理工大學(xué)(Virginia Tech)主辦的2014年春季積層制造挑戰(zhàn)賽(Spring 2014 Additive Manufacturing Grand Challenge)展示實用3D打印工具，打造出可在地面行駛的汽車或空中飛行的載具。

Virginia Tech教授Christopher Williams表示：“3D打印的重點在于降低供應(yīng)鏈的復(fù)雜度，而不是預(yù)先制造出所有的組件，然后再輸送至世界各地進(jìn)行組裝。如今你只需要擁有一臺3D 打印機(jī)、一套電子模型套件以及打造組件所需的原始材料即可。這就是3D打印的愿景。”

“這項挑戰(zhàn)賽的想法是要證明如果您將 3D打印機(jī)送至比賽現(xiàn)場，你就能在幾個小時內(nèi)看到它制造出符合特定任務(wù)的汽車。目前的趨勢是制造出多功能的昂貴汽車，但透過3D打印工具，你可以打造出完 全因應(yīng)某種場合需要的低廉汽車，可在不需使用時收在架上或甚至直接丟棄，”Williams解釋。

第一屆積層制造挑戰(zhàn)賽目前只開放給Virginia Tech的學(xué)生參與，如果舉辦成功的話，未來希望能擴(kuò)大開放至每一所大學(xué)。“這是該領(lǐng)域的第一次競賽，”William表示，“但我們預(yù)計這項先驅(qū)性的競賽最快將在今秋開始也開放給其他大學(xué)共襄盛舉。”

廠商贊助這項競賽的動機(jī)有兩方面：首先，為了證明3D積層打印不只是新奇的玩意兒，而是具有生產(chǎn)出可用工業(yè)級組件的能力，且最終將取代整個減層制造供應(yīng)鏈。其次，贊助商想藉此開始建立一個人才庫，培訓(xùn)工程師實現(xiàn)優(yōu)化利用3D打印技術(shù)進(jìn)行制造。

Williams表示：“雖然我們還未能完全評估有多少學(xué)生正在學(xué)習(xí)3D打印，但目前所掌握的資料都是十分正面的。這些學(xué)生們一般都已經(jīng)學(xué)習(xí)3D打印技術(shù)，尤其還大量學(xué)習(xí)了機(jī)電整合。在參與這項競賽之前，他們幾乎都已經(jīng)具備基本知識了，并且將這項競賽視為一種激勵的動力，作為一個策動他們?nèi)W(xué)習(xí)一些過去一直想學(xué)卻從來沒時間開始的理由。”

這項競賽一開始總共有200名學(xué)生組成72個團(tuán)隊報名，所有的團(tuán)隊打造第一代原型進(jìn)行為期1個半月的非正式競賽。通過初賽的36組團(tuán)隊著手進(jìn)行完整的設(shè)計，最后淘汰到剩下14支隊伍——地面載具7組，以及空中載具7組。

“全部14件設(shè)計作品都是可實際操作的載具——都能飛行或或駕駛——也都有各自的強(qiáng)項與優(yōu)點，”Williams說?！氨M管在這些汽車中最后只有一輛能在這項競賽中勝出，但其他作品在不同項目的表現(xiàn)可能會更好。這就是3D打印最棒之處?！?

這項競賽也試圖回答兩方面的問題，一是軍事方面，另一個則與普羅大眾有關(guān)。軍隊可在前線戰(zhàn)地部署3D打印機(jī)以及因應(yīng)需求打印出偵察機(jī)嗎？在等待救援小組到達(dá)以前，一般民眾第一時間打印出的搜救車輛能否具備展開搜救幸存者的性能？

總決賽在2014年5月15日舉行，分別為地面車輛與空中載具設(shè)置了四關(guān)任務(wù)挑戰(zhàn)。無論是陸地行駛或空中飛行的載具都必須通過一些障礙，然后在每個關(guān)卡拍照。

Williams解釋：“針對地面載具賽程，每個關(guān)卡都設(shè)有一些障礙，如陡坡、瓦礫場或隧道，你必須克服這些困難，或者，在其中的一個迷宮，必須展現(xiàn)急轉(zhuǎn)彎的性能。針對空中載具賽程，則有不同的障礙，例如就像跳林波舞一樣穿過逐次降低的橫桿，或在一個開頂?shù)乃斜P旋向下并拍攝照片。其中還有一個關(guān)卡是飛近一扇窗，并在通過窗口時進(jìn)行拍照?！?

為了定量地判斷拍攝照片的質(zhì)量，每個關(guān)卡本身就像是驗光師的視力表，經(jīng)由評分載具可清楚讀取的最低線，來決定團(tuán)隊在這一關(guān)所取得的分?jǐn)?shù)。最后只有一支團(tuán)隊分別以地面與空中載具成功地通過這項挑戰(zhàn)。

第二部分的評分則是比賽隊伍所使用的3D打印工具。

“讓這次競賽更特別的是比賽隊伍可自行選擇3D打印的材料，這與過去的競賽規(guī)則全然不同。例如采用注塑成型和加工，限制了參賽者的創(chuàng)造力。但3D制造的本意就是在讓設(shè)計者控制每一滴材料，所以才能打印出更加復(fù)雜以及重量更輕的對象?！?

在一項名為“積層制造最佳表現(xiàn)”的奬項，評分標(biāo)準(zhǔn)包括打印載具所需的組件花費多少時間，組裝花費多少時間、材料的使用量以及非3D打印組件數(shù)量有多少等等。

RoboticsResearch公司為每一支隊伍提供了電子組件工具套件。此外，所有的空中載具組必須用相同的螺旋葉片，而地面載具組則可選擇使用所提供的輪子或履帶或自行打印均可。

參賽隊伍可選擇使用現(xiàn)有的三種3D打印機(jī)：Stratasys提供的熔融沉積(FDM)打印機(jī)；同樣由Stratasys公司提供的Poly-Jet打印機(jī)(唯一可支持從橡膠到剛性以及透明與不透明材等各種材料的打印機(jī))；以及3DSystems提供的選擇性雷射燒結(jié)(SLS)塑模3D打印機(jī)，利用高強(qiáng)度雷射光硬化燒結(jié)塑料、陶瓷、玻璃或金屬等小部份材料粉末。

他們可以從這三種打印機(jī)中選擇使用，但條件是整個載具都必須在同一臺3D打印機(jī)上進(jìn)行。這一方面為參賽團(tuán)隊賦予一些設(shè)計的空間，但又不得不在這三種3D打印技術(shù)的優(yōu)缺點之間進(jìn)行一些權(quán)衡折衷。4支隊伍選擇了FDM，7支隊伍選擇Poly-Jet，另3支隊伍選擇SLS。

StiefelFamilyFoundation贊助了這項競賽的奬金——地面與空中載具組的冠軍分別可得到3,000美元，最佳表現(xiàn)與最佳設(shè)計奬分別可得3,000美元。[!--empirenews.page--]