NASA 整合金屬 3D 打印技術，推進其在航天領域中的應用

導讀：增材制造憑借其強大的制造能力，在地球上獲得了非常廣泛的應用，在太空領域同樣如此。一段時間以來，3D打印一直被認為是太空探索相關應用的領先技術之一，而這一點最近再次得到了證實。

2023年3月22日，南極熊獲悉，美國國家航空航天局（NASA）宣布，他們已經(jīng)在兩個新的空間技術研究所（STRI）中使用了3D打印技術來制造可快速認證的金屬零件。

美國國家航空航天局對3D打印技術的使用當然不陌生。該機構一直是增材制造的資深用戶，在各種應用中測試其能力，包括創(chuàng)建火箭部件、在國際空間站上3D打印食品，甚至探索在地外天體上建造的可能性。但這一宣布更清楚地表明，它致力于整合創(chuàng)新技術，如3D打印，作為推進其長期探索目標的一種方式。每個研究所將由美國大學的團隊領導，負責對NASA的未來至關重要的多學科研究和技術開發(fā)項目。為了這項工作，他們將在五年內(nèi)各自獲得高達1500萬美元的資金。

△其中一個STRI將致力于深入了解和認證用于太空飛行的金屬3D打印部件（圖片來源：NASA)

位于華盛頓的美國宇航局總部空間技術任務局的副局長Jim Reuter進一步解釋說："我們很高興能利用這些多大學團隊的專業(yè)知識，為我們的一些緊迫需求開發(fā)新的技術。他們的工作將推動以增材制造為代表的新一代科學技術的發(fā)展，并通過最先進的建模技術擴大3D打印金屬部件在太空領域中的應用。"

基于模型的增材制造資格和認證研究所(IMQCAM)

這個被稱為基于模型的增材制造資格和認證研究所（IMQCAM）將由匹茲堡的卡內(nèi)基梅隆大學和巴爾的摩的約翰霍普金斯大學共同領導。顧名思義，其目的是改進3D打印金屬零件的計算機模型，以擴大在航天應用中的實用性，改善零件的鑒定和認證。這將通過使用數(shù)字孿生來幫助工程師了解零件的能力和限制，包括零件在斷裂前能承受多大的壓力。

這些對金屬3D打印部件特性的高精度預測，對于在部件制造之前就了解其特性至關重要，從而使其成為以后認證的關鍵部分。此外，這些數(shù)字雙胞胎將由已經(jīng)普遍用于3D打印的航天材料制成，例如NASA開發(fā)的銅鉻鈮合金GRCop-42。科學家們也將能夠使用這些模型來評估和模擬新的太空應用材料。

△來自卡內(nèi)基梅隆大學的Tony Rollett將擔任該項目的聯(lián)合主任之一（圖片來源：卡內(nèi)基梅隆大學）

該研究所的主要調查員、卡內(nèi)基梅隆大學美國鋼鐵公司冶金工程和材料科學教授TonyRollett進一步表示："這種類型的零件的內(nèi)部結構與其他方法生產(chǎn)的零件有很大的不同，該研究所將專注于創(chuàng)建美國宇航局和工業(yè)界的其他人在日常使用這些零件時所需要的模型。" 考慮到認證和鑒定經(jīng)常被提到是在航空航天等安全關鍵部門使用增材制造終端零件的最大障礙之一，這可能對進一步擴大其應用有很大幫助。