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UMaine stellt weltweit größtes 3D-Druckboot vor

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UMaine Composites Center erhält drei Guinness Weltrekorde über den größten 3D-Drucker Europas

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Mehr als 250 Bundes- und Staatsbeamte, Wirtschaftsführer, Führer des University of Maine Systems und Gemeindemitglieder waren anwesend, um zu sehen, wie das UMaine Advanced Structures and Composites Center am 10. Oktober drei Guinness-Weltrekorde für den weltgrößten Prototyp eines Polymer-3D-Druckers, das größte solide 3D-Druckobjekt und das größte 3D-Druckboot erhielt.

Der Höhepunkt der Veranstaltung war, dass das größte 3D-Druckboot der Welt, 3Dirigo, das im Alfond W2 Ocean Engineering Laboratory getestet wurde, einer Offshore-Modellprüfanlage, die mit einer leistungsstarken Windmaschine über einem multidirektionalen Wellenbecken ausgestattet ist. Die Zeremonie war ein Meilenstein in UMaines Führungsrolle in der Forschung und Entwicklung von Verbundwerkstoffen und das Engagement, die enormen natürlichen Ressourcen von Maine zu nutzen, um Innovationen voranzutreiben, die große wirtschaftliche Entwicklungsmöglichkeiten im Land und darüber hinaus schaffen.

"Ich habe mich sehr gefreut, an der Feier von UMaine teilzunehmen und den weltweit größten 3D-Drucker und das größte 3D-Druckobjekt zu präsentieren", sagte Sen. Susan Collins. "Die Zukunft des Composites Center[UMaine] ist vielversprechend, dank der hervorragenden Zusammenarbeit zwischen UMaine, Oak Ridge National Laboratory und vielen anderen Bundesbehörden, die die groß angelegte additive Fertigung der nächsten Generation mit biobasierten Thermoplasten unterstützen werden. Als hochrangiges Mitglied des Senatsverwendungsausschusses habe ich dazu beigetragen, 20 Millionen Dollar für diese spannende Zusammenarbeit zu erhalten, und weitere 20 Millionen Dollar sind in der vom Ausschuss genehmigten Energiefinanzierungsrechnung enthalten. Durch die Zusammenarbeit werden UMaine und Oak Ridge eine umweltfreundliche fortschrittliche Produktion in ganz Amerika sowie die Forstprodukteindustrie in Maine stärken."

"Maine ist der waldreichste Staat der Nation, und jetzt haben wir einen 3D-Drucker, der groß genug ist, um diese reiche Ressource zu nutzen", sagte Senator Angus King. "Heute ist die jüngste innovative Investition in die Waldwirtschaft von Maine, die dazu beitragen wird, die Nachhaltigkeit zu erhöhen, die Zukunft der biobasierten Produktion voranzutreiben und unsere Holzwirtschaft zu diversifizieren. Dies ist eine große Chance für den Staat Maine, und ich danke allen - insbesondere der University of Maine und der FOR/Maine Initiative - für ihre Arbeit, um diesen Tag Wirklichkeit werden zu lassen."

"Wie wir heute gesehen haben, führt das University of Maine Composites Center preisgekrönte, hochmoderne Forschung durch, die Maine stolz macht und Arbeitsplätze in unserem Staat schaffen wird", sagte Jared Golden. "Ihre Arbeit, wie der Boots- und 3D-Drucker, den wir hier sehen, hat ein beeindruckendes Potenzial, die Art und Weise zu verändern, wie wir Dinge aus allen möglichen Materialien herstellen - einschließlich der Holzfaser von Maine. Heute geht es um drei Guinness-Weltrekorde, aber es geht auch darum, Innovationen zu würdigen, die dazu beitragen, gut bezahlte Arbeitsplätze in der Forstwirtschaft zu schützen und zu schaffen."

Der neue 3D-Drucker wurde entwickelt, um Objekte bis zu einer Länge von 100 Fuß x 22 Fuß Breite x 10 Fuß Höhe zu drucken, und kann mit 500 Pfund pro Stunde drucken. Die einzigartige Druckerei wird mehrere ehrgeizige Initiativen unterstützen, darunter die Entwicklung biobasierter Rohstoffe unter Verwendung von Zellulose aus Holzvorkommen und den schnellen Prototypenbau für Zivil-, Verteidigungs- und Infrastrukturanwendungen.

Eine 20 Millionen Dollar teure Forschungskooperation mit dem Oak Ridge National Laboratory (ORNL), dem größten Wissenschafts- und Energielabor des U.S. Department of Energy, wird die Grundlagenforschung in wichtigen technischen Bereichen der großtechnischen, biobasierten additiven Fertigung unterstützen. Die Partnerschaft zwischen UMaine und ORNL wird die Bemühungen zur Herstellung neuer biobasierter Materialien vorantreiben, die für den 3D-Druck großer, strukturell anspruchsvoller Systeme geeignet sind. Die Forschung wird sich auf die Herstellung, Trocknung, Funktionalisierung und Compoundierung von Cellulose-Nanofasern (CNF) mit thermoplastischen Kunststoffen konzentrieren und auf der Führungsrolle von UMaine in der CNF-Technologie und der Extrusionsforschung aufbauen. Indem CNF aus Holz in Thermoplaste eingebracht wird, können biologisch verwertbare Materialsysteme mit Eigenschaften entwickelt werden, die mit herkömmlichen Materialien, möglicherweise sogar Metallen, konkurrieren können.

"Dies ist eine spannende Leistung in unserer Partnerschaft mit der University of Maine", sagte Moe Khaleel, stellvertretender Laborleiter für Energie- und Umweltwissenschaften beim ORNL. "Diese neue Ausrüstung wird die Anwendung und Integration unserer grundlegenden Materialwissenschaft, Pflanzengenomik und Produktionsforschung bei der Entwicklung neuer nachhaltiger biologischer Verbundwerkstoffe beschleunigen und wirtschaftliche Möglichkeiten für die Forstproduktindustrie und die Nation von Maine schaffen."

Biobasierte Rohstoffe sind recycelbar und wirtschaftlich und bieten Wettbewerbsvorteile für die Fertigungsindustrie von Maine, einschließlich des Bootsbaus. Das UMaine Composites Center erhielt vom Maine Technology Institute (MTI) 500.000 US-Dollar für die Bildung eines Technologie-Clusters, der den Bootsbauern von Maine helfen soll, zu erforschen, wie der großflächige 3D-Druck mit wirtschaftlichen, holzgefüllten Kunststoffen der Branche einen Wettbewerbsvorteil verschaffen kann.

Der Cluster bündelt die Expertise von UMaine-Forschern und führenden Vertretern der Meeresindustrie, um den 3D-Druck weiter zu entwickeln und zu kommerzialisieren, von dem die Bootsbauer im Land profitieren. Durch den 3D-Druck von Kunststoffen mit 50% Holz können Bootsformen und -teile wesentlich schneller und wirtschaftlicher hergestellt werden als mit den heutigen traditionellen Verfahren.

"Mit dieser bemerkenswerten Leistung zeigt die University of Maine weiterhin, dass sie weltweit führend ist, wenn es darum geht, Innovationen zu fördern, neue Technologien voranzutreiben und das Wirtschaftswachstum unseres Landes voranzutreiben", sagte Gov. Janet Mills. "Im Namen des Volkes von Maine gratuliere ich der Universität zu dieser historischen Leistung."

Um die Fähigkeiten des neuen Druckers zu demonstrieren, druckte UMaine 3D ein 25 Fuß großes Patrouillenboot mit einer Rumpfform, die von Navatek, einem führenden Schiffsdesigner und Industriepartner des UMaine Composites Center, entwickelt wurde. Das 5.000 Pfund schwere Boot wurde in 72 Stunden gedruckt - von Donnerstag, 19. September bis Sonntag, 22. September. Der massive Drucker mit additiven und präzisen subtraktiven Fertigungsmöglichkeiten ermöglicht Rapid Prototyping für Verteidigungs- und Zivilanwendungen.

UMaine präsentierte auch einen 3D-gedruckten, 12 Fuß langen Kommunikationsunterstand der U.S. Army. Der neue Drucker wird Programme mit dem U.S. Army Combat Capabilities Development Command (CCDC) Soldier Center und seiner Mission unterstützen, schnell einsetzbare Schutzsysteme für Soldaten zu entwickeln. Weitere Anwendungsbereiche sind Verdeckungsanwendungen, strukturelle Unterstände und feuerhemmende Hochtemperaturmaterialien für fahrzeugmontierte Unterstände.

"Die Innovation, die wir hier an der University of Maine erlebt haben, wird die Art und Weise revolutionieren, wie die Armee Prototypen herstellt und Unterkünfte, Fahrzeuge und andere große Systeme herstellt", sagte Col. Frank Moore, militärischer Stellvertreter für das CCDC Soldier Center. "Die leichteren und dennoch stärkeren 3D-Drucksysteme werden den Stand der Technik in der additiven Fertigung vorantreiben und die Zukunft der Expeditionsausrüstung IAW mit der neuen Politik der Armee zur fortschrittlichen Fertigung prägen."

In Zusammenarbeit mit dem U.S. Army Corps of Engineers wird der 3D-Drucker die bahnbrechenden Innovationen von UMaine bei schnell einsetzbaren, niedrig-logistischen Infrastruktursystemen weiter voranbringen. Dazu gehört eine 5.000 Pfund, 21 Fuß lange 3D-Druckform für einen neuen 76 Fuß langen Verbundwerkstoff-Brückenträger. Der Träger wurde an ein UMaine Spin-off-Unternehmen, Advanced Infrastructure Technology, lizenziert, das derzeit Träger für den Bau einer Brücke in Hampden, Maine, im Sommer 2020 herstellt. Darüber hinaus ist die schnelle Herstellung von Ortbetonschalungen eine potenzielle Lösung sowohl für Infrastruktur- als auch für küstenelastische Bauanwendungen.

"Das U.S. Army Corps of Engineers Engineer Engineer Research and Development Center (ERDC) ist stolz auf die Erfolge, die in der langjährigen Zusammenarbeit mit der University of Maine im Bereich Militärtechnik erzielt wurden", sagte David Horner, Direktor des ERDC Information Technology Laboratory. "Die große 3D-Druckerfunktionalität wird die Forschung bei Anwendungen sowohl im militärischen Bereich als auch in der nationalen Tiefbauinfrastruktur erheblich unterstützen. Diese einzigartige Einrichtung wird zusammen mit Anwendungen des High-Performance-Computing dazu beitragen, das Rapid-Prototyping und die Fähigkeit der additiven Fertigung im DoD voranzutreiben."

Bartley Durst, Direktor des Geotechnischen und Strukturellen Labors am ERDC, stellte fest: "Diese Fähigkeit, große, biobasierte Prototypen durch fortschrittliche additive Fertigungskapazitäten mit hohem Durchsatz herzustellen, wird die Entwicklung kritischer Technologien für Lösungen zur Kraftprojektion und zum Schutz der Streitkräfte für die Kriegsjäger unserer Nation ermöglichen"

"Wir gehen davon aus, dass diese Fähigkeit die Entwicklung von On-Demand-Truppenprojektionsknoten, die Logistik über die Uferlösungen sowie die Fähigkeit zur Reaktion und Wiederherstellung bei Naturkatastrophen weltweit fördern wird", sagte Durst. "Darüber hinaus unterstützt diese große 3D-Druckfunktion die Entwicklung eines schnellen Baus der Einlagerung, Reparatur und Rehabilitation von Verkehrsinfrastrukturen für diesen kritischen Bedarf unserer Nation. Der USACE ERDC freut sich auf die weitere, produktive Zusammenarbeit mit der UMaine."

"Wir fühlen uns wirklich geehrt, mit Führungskräften aus der Maine Bootsbauindustrie, der Maine Forest Products Industry, der nationalen Bauindustrie, dem Maine Technology Institute, dem Oak Ridge National Laboratory, dem U.S. Dept of Energy Advanced Manufacturing Office, dem U.S. Office of Naval Research, der U.S. Army und dem U.S. Army Corps of Engineers zusammenzuarbeiten", sagte Habib Dagher, Executive Director des UMaine Advanced Structures and Composites Center. "Mit diesem großen Drucker werden wir in der Lage sein, Innovation und Prototypenentwicklung sowohl im zivilen als auch im militärischen Bereich zu beschleunigen.

"Dieser 3D-Drucker ist ein Ergebnis der Forschung, die wir seit 15 Jahren betreiben, um Cellulose-Nano- und Mikrofasern mit thermoplastischen Materialien zu kombinieren", sagte Dagher. "Unser Ziel ist es, mit 50% Holzprodukten bei 500 Pfund pro Stunde zu drucken und ähnliche Eigenschaften wie Aluminium zu erreichen. Wir danken unserer Kongressdelegation für ihre Unterstützung."

An der Zeremonie am 10. Oktober nahmen US Sens. Susan Collins und Angus King, U.S. Rep. Jared Golden, Beamte des Maine Governor's Office und Leiter des U.S. Army Combat Capabilities Development Command Soldier Center, U.S. Army Corps of Engineers, U.S. Department of Energy Advanced Manufacturing Office, Oak Ridge National Laboratory, University of Maine und University of Maine System teil.

Anfang des Jahres schlossen sich Collins und King den Führungskräften des U.S. Department of Energy, UMaine, und Oak Ridge National Lab in Washington, D.C. an, um die Einführung des 20 Millionen Dollar teuren biobasierten additiven Produktionsprogramms bekannt zu geben, das den 3D-Drucker verwenden wird. Die Arbeit des Economic Development Assessment Team (EDAT), das 2016 von Collins und King gegründet wurde, um Strategien für Beschäftigungswachstum und wirtschaftliche Entwicklung in der Waldwirtschaft von Maine zu entwickeln, führte direkt zu der Partnerschaft zwischen UMaine und ORNL.

Das Video zeigt einen Zeitraffer des Bootes, das über einen Zeitraum von 72 Stunden gedruckt wird.