美国橡树岭国家实验室安装了第一台AMCM试验单元，它整合了基于挤出的3D打印和模压成型，用于实现低孔隙率的热塑性复合材料部件的快速生产。
大型复合材料部件的3D打印+模压成型：为实现高性能的大型3D打印复合材料部件的大批量生产，美国橡树岭国家实验室开发了一种名为AMCM的系统，该系统组合了机器人、基于挤出的3D打印机和模压成型设备。第一个试验案例是此图所示的螺旋桨叶片，最终的应用目标是能够生产汽车电池盒及其他高产量的复杂形状的产品
在美国橡树岭国家实验室（ORNL）11万平方英尺的生产示范工厂（MDF）中，安装了一个美国能源部（DOE）的用户设施，专门用于在制造、机器人和模拟（包括复合材料）等众多领域开展早期的研发工作。
其中的一项创新是ORNL与辛辛那提公司（美国俄亥俄州Harrison）合作开发并商业化的大型增材制造（BAAM）大幅面3D打印机。一直以来，大型增材制造主要被用于制造基础设施、航空和汽车等领域所需的模具，以及机床机座、船舶结构等最终用途的部件。
传统上，大幅面增材制造的一个限制因素是，3D打印容易生产出表面粗糙不规则及孔隙率较高的部件，因而阻碍了增材制造在许多高性能最终用途部件生产中的应用。为了降低孔隙率，商业上已通过增加二次加工步骤如模压成型的方式做过多次努力。在过去的两年里，一个ORNL的团队一直致力于开发自己的可扩展两步法工艺，以期消除大批量生产的大幅面终端用途部件中的孔隙，同时确保每个部件的生产周期不超过2.5分钟。
为高产量的大型3D打印部件开发生产单元
ORNL开发的工艺名为AMCM（增材制造+模压成型），它将一台采用机器人的挤出打印机与随后的模压成型步骤集于一体。
AMCM工艺的开发已有两年多，该团队最初采用MDF现有的大幅面BAAM打印机和模压机初步证明了该工艺组合的优势，如最终部件拥有较低的孔隙率。但是，打印机和模压机彼此并不挨着，虽然两机之间距离不算远，但在模压成型前必须在带式炉上增加一个再加热的步骤，以使预成型件重新软化，达到模压成型所需的玻璃化转变温度（Tg）。然而，每个部件多预热5～6分钟，就会显著增加总的循环时间，使得每个部件总的生产节拍达到8～9分钟。
因此，他们发现，需要一个能将增材制造与模压成型组合成一个系统的专用的生产单元，以此来证明这项技术可以用于大批量的生产环境。
为了缩短这项技术的生产循环时间，ORNL提出了目前的AMCM生产单元这一概念，它于年11月被安装完成。该生产单元包括安装于六轴KUKA机器人手臂上的挤出打印头、一台吨模压机和一个材料干燥系统，打印机每小时可以沉积多达磅的材料。
ORNL于年秋季建成的实验室规模的AMCM单元组合了机器人、基于挤出的3D打印机和一台模压机，用于测试该系统的性能极限
在AMCM单元中生产部件时，首先直接在模具上挤出部件形状，从而获得一个三维定制的预成型件。该预成型件通过传送带直接进入压机，即刻成型。在材料的熔化温度或稍高于熔化温度的条件下挤出材料，AMCM单元的设计允许预成型件在材料温度降至其玻璃化转变温度以下之前到达压机进行模压成型。
在模具中打印：为了缩短循环时间，AMCM系统直接在模具中打印，打印好的预成型件将通过传送带进入压机
该团队利用AMCM单元演示生产了一个20%碳纤维增强ABS的简单平板，完成打印、压制和干燥过程的总循环时间是2.5分钟。此外，AMCM单元还演示生产了其他的平面部件，如无人机螺旋桨。
该团队希望安装在机器人手臂上的打印机可以打印尺寸相对较大或形状复杂的部件，而目前实验室规模的系统仅限于在吨的压机上安装41英寸48英寸的模具，而且，目前使用的模具是不加热的，但如果要打印更大的部件，可能需要加热模具，以确保3D打印的预成型件不会过快地冷却下来，以及在打印及转移到压机中的过程中温度能够保持在玻璃化转变温度以上。需要注意的是，使用加热的模具时，目前的参数如挤出温度会发生变化，在这种情况下，不必担心材料会很快冷却下来。
该单元的最初演示集中在生产单一材料的平面部件，以测试该系统的速度和性能，但该团队的最终目标是能够打印更复杂的非平面形状和多材质的部件，可以使用包括玻璃纤维增强ABS和玻璃纤维增强尼龙之类的材料。
这种方法的优势是，与传统的注射成型或挤压成型（ECM）工艺相比，可以制造出孔隙率低于1.5%的部件。该团队还在整合3D打印的纤维控制，以使纤维顺着打印珠的方向排列，从而获得模压成型的低孔隙率。
据说，该加工过程高度受控，基本上消除了所有的孔隙，实现了聚焦纤维的取向和排列。
第一个测试案例：无人机螺旋桨叶片。ORNL希望其AMCM单元能够大批量地生产商业化的部件，可能是大型部件。作为第一个测试案例，技术人员们制造了一系列用于无人机的碳纤维增强热塑性螺旋桨叶片
虽然现在安装在MDF的AMCM单元是一个实验室规模的系统，但据说它易于扩展成生产规模的设施，并可实现数字化、数字化设计和自动化。
该团队希望可以采用这项工艺大批量地生产汽车和城市空中交通等领域所需的下一代复合材料部件，如电池盒或座椅靠背，以及无人机螺旋桨等。完全优化后，预计该系统每小时能生产个部件。
更多的3D打印
AMCM工艺是MDF的主要创新之一，但不是MDF正在开发的唯一的复合材料3D打印创新。总体而言，3D打印始终是ORNL
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