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UTSA获得美国国防部拨款,以提高军用国防3D打印的可靠性

来源:南极熊3D打印网 1495 2022-03-10

颗粒在线讯:2022年3月9日Researchers(德克萨斯大学圣安东尼奥分校)的研究人员从美国国防部(DoD) 陆军研究办公室获得了659,970美元的科研经费,希望开发一款通过数据模型计算,可提高美国军方使用3D打印制造的能力,包括飞机在内的关键机械零件等。

UTSA机械工程系助理教授David Restrepo表示:“现阶段金属增材制造遇到的挑战之一是难以100%确定地了解打印部件的机械性能(例如刚度和强度)。”“与设计标准相比,3D制造可预测或减少组件系统的可变性同样非常重要。”

UTSA研究人员

△UTSA研究人员Arturo Montoya、Harry Millwater和David Restrepo共同站在renishaw 3D打印机前。图片来自UTSA

国防部的3D打印采购

自去年2月公布首个官方增材制造战略以来,美国国防部已在3D打印投入大量科研经费,力在推进各个国防相关领域的使用。

在宣布3D打印政策后不久,DoD与粘合剂喷射3D打印公司OEM ExOne签订了一份价值160 万美元的合同,以开发能够在多种环境下生产备件的便携式3D打印系统。一个“坚固耐用的3D打印吊舱”装在一个40英尺的野战方舱中,可在陆地、海上和空中部署,以支持战区、救灾任务和其他远程操作。

ExOne首席执行官John Hartner表示:“Binder喷射3D打印因其速度、材料灵活性和易用性而成为军事用途的关键制造技术。我们很高兴与美国国防部和其他合作伙伴合作,使我们的 3D打印机变得更加灵活耐用,这也将使我们的其他制造客户受益。最重要的是,我们知道,从现在开始,我们的技术将在快速满足关键需求方面发挥重要作用。”

ExOne的便携式3D打印方舱

△ExOne的便携式3D打印方舱。图片来自ExOne

Binder国防3D打印方舱

该公司还将开发其工业粘合剂喷射系统之一的特殊军用版,该系统将具有独特的升级功能,可以制造军用发动机。ExOne表示,它将能够3D打印20多种增材制造粉末,包括陶瓷和金属。

ExOne已对20多种材料进行了认证,可用于其粘合剂喷射系统

△ExOne已对20多种材料进行了认证,可用于其粘合剂喷射系统。图片来自ExOne

提高增材制造可靠性

虽然3D打印的优势众所周知,但经过科研人员分析,尤其是在基于激光烧结的工艺中,当粉末冷却和固化时,部件的机械性能和稳定性的不确定性是当前3D打印工艺中的一项重大难题。

“我们正在对激光烧结过程进行建模并计算分析,以预测用3D打印制造的组件的机械性能和尺寸稳定性,”Restrepo 说。“在计算中由UTSA开发的灵敏度分析作为数据的核心技术。这项独特的技术将使我们能够预测增材制造零件的机械性能、可靠性和等级。”

在Restrepo的带领下,UTSA团队正在开发新的建模计算系统,这些算法可能会在未来产生更可靠的金属3D打印产品。

Renishaw 3D打印机

△Renishaw 3D打印机。照片来自google

Renishaw 3D打印机

目前该团队正在充分利用UTSA的Makerspace 内部资源优势,包括Renishaw 3D打印机。该机器将帮助研究人员制造零件并收集数据,和证明金属3D打印质量分析系统有效性或针对计算进行更改。UTSA教授Harry Millwater自豪的说“他们的Renishaw 3D是一款行业领先的工具,学生可以在他们作为Roadrunner期间充分利用它做研究,为在3D领域探索和培养优秀3D打印人才做出贡献。

目前美国在国防科工和人才培养方向非常重视3D打印技术,国防部向增材制造数据专家 Senvol提供了新一轮资金,以投资开发Senvol ML机器学习软件,并与3D打印火箭制造商Relativity Space签署了一份航天轨道发射合同,使用全3D打印火箭Terran 1将有效载荷发射到地球低轨道 (LEO)等。

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