美国国家海洋和大气协会(NOAA)研究人员正使用Formlabs 3D打印技术帮助实现珊瑚礁研究和监测的可重复、可定制零件。
目前正在使用两台Form 2、两台Form 3 SLA打印机及Fuse 1 SLS打印机。NOAA的大西洋海洋学和气象学实验室(AOML)团队尝试打印结构来为研究珊瑚的适应性以及在水温上升和气候变化的极端条件下增强珊瑚复原力的方法。
Nate Formel及其同事打印的结构包括重型采样器外壳、实验传感器和设备夹具,及内部水族馆的定制零件。珊瑚是群居生物,通常由数千,乃至数十万个单独的珊瑚虫组成,每个珊瑚虫都有一个复杂的微生物群,为它们的健康和营养做出贡献。
珊瑚对全球生态系统的健康至关重要,但发表在《One Earth》上的一项研究发现,自1950年以来,全球超一半的珊瑚已经灭绝。
Formel所属的AOML珊瑚项目与迈阿密大学海洋与大气研究所(CIMAS)合作,转向3D打印,以促进实地和实验室研究。该组织表示,使用Formlabs打印机有助于实现标准化,提高实验的准确性和可比性,并促进新技术的发展。
该计划开始时使用的是台式FDM设备,但很快因FDM打印件不防水而暂停。打印喷嘴铺设材料的方式会在层与层之间产生小缝隙,使水渗入,损坏脆弱的内部电子元件和采样电机。
Formel表示:“我们现在有了这些非常定制的3D打印零件件,它们有必要的连接点和通孔,使我们能够收集水样。我们不再需要以1000美元的价格制造这些采样器,而是以220美元的价格制造。这意味着我现在可以拥有五个采样器,而以前我只能提供一个。”
3D打印防水外壳和组件使团队能够将自动化引入实验性水族馆。3D打印防溅喂食器的外壳意味着整个晚上都能对珊瑚进行自动化喂食。
另一个3D打印作品是防水搅拌板外壳。他们希望能够在水箱内的一个封闭室中控制水的混合。潜水搅拌板被并入一个新颖的开源室系统,用于快速评估珊瑚的健康状况。这使得该技术在保持低成本的同时,还能使研究工作标准化和合理化。
谈及Fuse 1,Formel表示:“自从购买了这台机器后,我们就没有再买过更多材料。我们力求最佳包装密度,而它直接转化为每个零件的低成本。”
Formel还谈到了创新的愿望,他说:“由于3D打印的可及性,创造出以前没有人想到的新事物的潜力随之增加。在这份工作之前,我从来没有发明过一个零件,而现在我一直在做这件事。”
作为鼓励后代同样的发明和创新精神的一部分,NOAA AOML和迈阿密大学邀请从初中到研究生的学生来到实验室,进行教育课程和参观。这些组织旨在让未来的科学家、工程师和创新者开阔眼界,了解3D打印技术,同时亲眼目睹气候保护和恢复的科学如何运作。
Formlabs 3D打印技术被用于各种不同的应用,近期还被用于电影和电视行业,Dreamsmith Studio购买一台Form 3L增材制造设备,为异星灾变第二季制作道具。