美國增材製造創新機構宣布授出5個增材製造定向項目

2026-04-16 01:28:38

　　據外媒報道，由美國國防部、美國國防部長辦公室製造與工業基礎政策辦公室（OSD／MIBP）通過空軍研究實驗室（AFRL）進行資助的“麵向快速鑒定的先進工具”（Advanced Tools forRapid Qualification，ATRQ）定向項目授予5個項目團隊，將為其提供約390萬美元資助，項目團隊至少提供195萬美元的配套資金，項目總經費約為590萬美元。

　　這5個項目主要圍繞識別和解決由於腐蝕引起的激光粉末床熔融（LPBF）部件的缺陷和故障，以及由於惡劣環境導致聚合物部件的降解。通過項目研究，有助於認識缺陷、故障和部件性能下降的根本原因，從而顯著改進部件的設計及製造工藝。這些項目預計將於2019年6月啟動。

　　第一個項目由諾斯羅普·格魯曼係統公司與代頓大學研究所（UDRI）合作，旨在更好地了解激光粉末床熔融（LPBF）AlSi10Mg鋁合金粉末所製造組件的腐蝕機理。目前激光粉末床熔融AlSi10Mg等合金表現出增材製造獨有的腐蝕特性，這取決於製造工件的粗糙度、表麵孔隙度、是否存在保護膜以及熔池凝固過程。這種獨特的腐蝕特性尚未完全明確，並為在潛在腐蝕環境中服役的重要防禦係統采用LPBF部件設置了障礙。特別關注的零件族包括液體冷板、熱交換器和飛機外部組件。該項目將以這些零件族為研究基礎，製定與LPBF AlSi10Mg腐蝕相關的工藝指南，將材料、工藝、後處理和環境與腐蝕特性聯係起來。

　　第二個項目由威奇塔州立大學國家航空研究所（NIAR）牽頭，奧本大學、愛迪生焊接研究所（EWI）、快速原型製造有限責任公司（rp＋m）和美國材料與試驗協會（ASTM）增材製造卓越中心等參與合作，該項目將圍繞戰區苛刻、惡(e)劣(lie)的(de)環(huan)境(jing)下(xia)，增(zeng)材(cai)製(zhi)造(zao)聚(ju)合(he)物(wu)材(cai)料(liao)的(de)性(xing)能(neng)極(ji)限(xian)和(he)降(jiang)解(jie)，開(kai)發(fa)量(liang)化(hua)評(ping)估(gu)増(増)材(cai)製(zhi)造(zao)聚(ju)合(he)物(wu)部(bu)件(jian)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)的(de)方(fang)法(fa)，以(yi)量(liang)化(hua)增(zeng)材(cai)製(zhi)造(zao)聚(ju)合(he)物(wu)部(bu)件(jian)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。由(you)於(yu)目(mu)前(qian)仍(reng)然(ran)難(nan)以(yi)實(shi)現(xian)增(zeng)材(cai)製(zhi)造(zao)的(de)逐(zhu)層(ceng)驗(yan)證(zheng)，以(yi)及(ji)通(tong)過(guo)工(gong)藝(yi)仿(fang)真(zhen)和(he)虛(xu)擬(ni)許(xu)用(yong)（virtual allowables）消除物理測試。因此，該項目將建立在先前經驗、文檔和方法的基礎上，開發一組鑒定工具，為未來的多種材料體係（包括UTLEM?9085）和工藝帶來飛躍性提升，有助於實現逐層驗證的目標，最終減少增材製造部件的性能限製和降解。

　　第三個項目由3D係統公司牽頭，紐波特紐斯造船廠（NNS）、阿克倫大學和諾斯魯普·格魯曼創新服務公司（NGIS）參與合作。該項目將製定一份腐蝕性能設計指南，用於增材製造鎳基合金625，以盡量減少國防部武器係統中高溫合金部件受到海水腐蝕，特別是美國海軍艦船組件（從船用海水冷卻通道到熱交換器和閥門）。此外，地麵、海(hai)上(shang)和(he)空(kong)中(zhong)發(fa)射(she)的(de)高(gao)速(su)彈(dan)藥(yao)部(bu)件(jian)在(zai)儲(chu)存(cun)於(yu)海(hai)洋(yang)環(huan)境(jing)或(huo)附(fu)近(jin)時(shi)容(rong)易(yi)遭(zao)到(dao)腐(fu)蝕(shi)。隨(sui)著(zhe)將(jiang)金(jin)屬(shu)增(zeng)材(cai)製(zhi)造(zao)集(ji)成(cheng)到(dao)供(gong)應(ying)鏈(lian)的(de)進(jin)程(cheng)加(jia)速(su)，工(gong)業(ye)基(ji)地(di)必(bi)須(xu)了(le)解(jie)增(zeng)材(cai)製(zhi)造(zao)部(bu)件(jian)對(dui)腐(fu)蝕(shi)的(de)敏(min)感(gan)性(xing)以(yi)及(ji)後(hou)處(chu)理(li)的(de)相(xiang)關(guan)影(ying)響(xiang)。該(gai)研(yan)究(jiu)將(jiang)作(zuo)為(wei)設(she)計(ji)指(zhi)南(nan)的(de)基(ji)礎(chu)，以(yi)優(you)化(hua)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)，除(chu)防(fang)止(zhi)腐(fu)蝕(shi)外(wai)，還(hai)將(jiang)考(kao)慮(lv)部(bu)件(jian)設(she)計(ji)和(he)生(sheng)產(chan)中(zhong)的(de)腐(fu)蝕(shi)問(wen)題(ti)。

　　第四個項目由俄亥俄州立大學牽頭，羅爾斯·羅伊斯公司、洛克希德·馬丁航空公司、Proto Precision Additive 公司和BlueQuartz軟件公司參與合作。該項目旨在研究並開發相應的工具，以克服造成增材製造缺陷的資格障礙，特別激光粉末床熔融（LPBF）工藝及其缺陷對性能的影響。為了實現對缺陷影響（EoD）的基本理解，需要能夠以一種可控的方式生成具有代表性的缺陷，以便定量研究缺陷對材料性能的影響及其隨後的檢測概率（PoD）。該項目團隊將開發相關方法，通過交付技術數據包和軟件工具集，在相關組件的幾何結構中生成多種類型的可控典型缺陷。

　　第五個項目由賓夕法尼亞州立大學的應用研究實驗室牽頭，3D係統公司、諾斯羅普·格魯曼公司和應用優化（Applied Optimization）公司等參與合作。該項目旨在開發和驗證鈦合金（Ti－6Al－4V）jiguangfenmochuangrongronggongyiguochengzhongdianxingquexiandechanshenghebiaozhengfangfa。jutilaishuo，gaixiangmujiangtongguotedingdexianghuzuoyonghegongyibianhua，zaijiagongguochengzhongfuzhichuquexian。qizhongbaokuo，yizaijiguangfenmochuangrongronggongyizhongfaxiandeweirongheheqiuxingqikongquexian，yijiyoukenengyingxianggaozhiliangzhimizujiandeshengchan，daozhiqitexinghexingnengxiajiangdequexian。tongguoduiyuxianshedingweizhishengchengdetedingquexianxingtai（例如尺寸、形狀、方向等）進行驗證，創建出用於鑒定增材製造設計、工(gong)藝(yi)和(he)組(zu)件(jian)的(de)框(kuang)架(jia)，從(cong)而(er)提(ti)供(gong)所(suo)需(xu)的(de)工(gong)具(ju)，大(da)幅(fu)提(ti)升(sheng)對(dui)激(ji)光(guang)粉(fen)末(mo)床(chuang)熔(rong)融(rong)工(gong)藝(yi)缺(que)陷(xian)影(ying)響(xiang)的(de)認(ren)識(shi)。該(gai)項(xiang)目(mu)還(hai)將(jiang)根(gen)據(ju)缺(que)陷(xian)特(te)征(zheng)對(dui)材(cai)料(liao)性(xing)能(neng)進(jin)行(xing)可(ke)控(kong)的(de)係(xi)統(tong)評(ping)估(gu)，並(bing)建(jian)立(li)可(ke)靠(kao)的(de)、基於模型的指導，從而對部件中的缺陷形態和位置進行一定的限製。

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