UTSA獲得美國國防部撥款,，以提高軍用國防3D打印的可靠性

2022年3月9日Researchers（德克薩斯大學圣安東尼奧分校)的研究人員從美國國防部(DoD) 陸軍研究辦公室獲得了659,970美元的科研經(jīng)費,，希望開發(fā)一款通過數(shù)據(jù)模型計算，可提高美國軍方使用3D打印制造的能力，包括飛機在內(nèi)的關(guān)鍵機械零件等。

UTSA機械工程系助理教授David Restrepo表示：“現(xiàn)階段金屬增材制造遇到的挑戰(zhàn)之一是難以100%確定地了解打印部件的機械性能（例如剛度和強度）,。”“與設計標準相比,，3D制造可預測或減少組件系統(tǒng)的可變性同樣非常重要,。”

△UTSA研究人員Arturo Montoya,、Harry Millwater和David Restrepo共同站在Renishaw 3D打印機前,。圖片來自UTSA

國防部的3D打印采購
南極熊獲悉，自去年2月公布首個官方增材制造戰(zhàn)略以來,，美國國防部已在3D打印投入大量科研經(jīng)費,，力在推進各個國防相關(guān)領域的使用。

在宣布3D打印政策后不久,，DoD與粘合劑噴射3D打印公司OEM ExOne簽訂了一份價值160 萬美元的合同,，以開發(fā)能夠在多種環(huán)境下生產(chǎn)備件的便攜式3D打印系統(tǒng)。一個“堅固耐用的3D打印吊艙”裝在一個40英尺的野戰(zhàn)方艙中,，可在陸地,、海上和空中部署，以支持戰(zhàn)區(qū),、救災任務和其他遠程操作。

ExOne首席執(zhí)行官John Hartner表示：“Binder噴射3D打印因其速度,、材料靈活性和易用性而成為軍事用途的關(guān)鍵制造技術(shù),。我們很高興與美國國防部和其他合作伙伴合作，使我們的 3D打印機變得更加靈活耐用,，這也將使我們的其他制造客戶受益,。最重要的是，我們知道,，從現(xiàn)在開始,，我們的技術(shù)將在快速滿足關(guān)鍵需求方面發(fā)揮重要作用,。”

△ExOne的便攜式3D打印方艙,。圖片來自ExOne

Binder國防3D打印方艙
該公司還將開發(fā)其工業(yè)粘合劑噴射系統(tǒng)之一的特殊軍用版,，該系統(tǒng)將具有獨特的升級功能，可以制造軍用發(fā)動機,。ExOne表示,，它將能夠3D打印20多種增材制造粉末，包括陶瓷和金屬,。

△ExOne已對20多種材料進行了認證,，可用于其粘合劑噴射系統(tǒng)。圖片來自ExOne

提高增材制造可靠性
雖然3D打印的優(yōu)勢眾所周知,，但經(jīng)過科研人員分析,，尤其是在基于激光燒結(jié)的工藝中，當粉末冷卻和固化時,，部件的機械性能和穩(wěn)定性的不確定性是當前3D打印工藝中的一項重大難題,。

“我們正在對激光燒結(jié)過程進行建模并計算分析，以預測用3D打印制造的組件的機械性能和尺寸穩(wěn)定性,，”Restrepo 說,。“在計算中由UTSA開發(fā)的靈敏度分析作為數(shù)據(jù)的核心技術(shù),。這項獨特的技術(shù)將使我們能夠預測增材制造零件的機械性能,、可靠性和等級�,！�

在Restrepo的帶領下,，UTSA團隊正在開發(fā)新的建模計算系統(tǒng)，這些算法可能會在未來產(chǎn)生更可靠的金屬3D打印產(chǎn)品,。

△Renishaw 3D打印機,。照片來自google

Renishaw 3D打印機
目前該團隊正在充分利用UTSA的Makerspace 內(nèi)部資源優(yōu)勢，包括Renishaw 3D打印機,。該機器將幫助研究人員制造零件并收集數(shù)據(jù),，和證明金屬3D打印質(zhì)量分析系統(tǒng)有效性或針對計算進行更改。UTSA教授Harry Millwater自豪的說“他們的Renishaw 3D是一款行業(yè)領先的工具,，學生可以在他們作為Roadrunner期間充分利用它做研究,，為在3D領域探索和培養(yǎng)優(yōu)秀3D打印人才做出貢獻。

目前美國在國防科工和人才培養(yǎng)方向非常重視3D打印技術(shù),，國防部向增材制造數(shù)據(jù)專家 Senvol提供了新一輪資金,，以投資開發(fā)Senvol ML機器學習軟件，并與3D打印火箭制造商Relativity Space簽署了一份航天軌道發(fā)射合同，使用全3D打印火箭Terran 1將有效載荷發(fā)射到地球低軌道 (LEO)等,。