亞利桑那大學(xué)獲美國陸軍310萬美元資助,，用于研究3D打印高超音速飛行器技術(shù)

2025年3月26日,，南極熊獲悉,，美國亞利桑那大學(xué)宣布,，由材料科學(xué)與工程系的Sammy Tin教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì),，已經(jīng)獲得了美國陸軍提供的310萬美元（約合2251萬人民幣）資助,。該研究項(xiàng)目旨在利用3D打印技術(shù)開發(fā)速度更快,、成本更低的高超音速飛行器。

△由Sammy Tin教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)

Tin教授及其研究小組將專注于開發(fā)Mach-X航空航天技術(shù),，這是一種新型的飛行器,，它的速度預(yù)期將超過5馬赫，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)超音速飛行器的極限,。亞利桑那大學(xué)研究與創(chuàng)新高級副總裁Tomás Díaz de la Rubia強(qiáng)調(diào),，這一研究項(xiàng)目不僅展現(xiàn)了大學(xué)在高超音速技術(shù)方面的深厚積累，而且與國家在空間科學(xué),、技術(shù)及國防安全領(lǐng)域中的戰(zhàn)略目標(biāo)緊密相連,。

△高超音速飛行器示意圖

研發(fā)高超音速飛行器合金與制造工藝

早些時(shí)候，亞利桑那大學(xué)的研究人員Sammy Tin和材料科學(xué)與工程系助理教授Andrew Wessman合作開展了多個(gè)超音速項(xiàng)目,，并共同擁有超過十項(xiàng)合金開發(fā)專利,。此次是他們首次在大學(xué)的應(yīng)用研究大樓內(nèi)合作，該設(shè)施為技術(shù)制造和空間科學(xué)的前沿研究提供了先進(jìn)的基礎(chǔ)設(shè)施。

Wessman教授表示：“應(yīng)用研究大樓為我們提供了必要的資源,，使我們能夠集中完成所有研發(fā)步驟,。在這里，我們能夠迅速行動,，并制定出一個(gè)全面的端到端藍(lán)圖,，從而了解哪些材料適用、哪些流程高效,，以及我們能實(shí)現(xiàn)哪些成果,。”

研究團(tuán)隊(duì)由材料科學(xué)與工程系的Krishna Muralidharan,、Oana Cazacu和Benoit Revil-Baudard 教授,，以及航空航天與機(jī)械工程系的Kavan Hazeli教授組成。他們將專注于兩種特定合金的研究,，并探究這些合金在制造高超音速飛行器所需的復(fù)雜結(jié)構(gòu)方面的成型能力,。

這些合金將通過3D打印技術(shù)以功能梯度的方式連接。通過這種技術(shù),，組件的外層將使用一種合金,，它的濃度逐漸向內(nèi)部過渡到第二層合金。這樣的設(shè)計(jì)使得組件能夠承受極端的高溫和壓力,，同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速散熱,，減少局部熱點(diǎn)。

Tin的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃使用先進(jìn)的粉末霧化器和位于應(yīng)用研究大樓內(nèi)的多種金屬3D打印機(jī)將金屬粉末壓實(shí)成新型合金,。研究人員還在大樓內(nèi)建造了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室,，以測試材料在高達(dá)2200華氏度（約1204攝氏度）的極端溫度下的耐用性和強(qiáng)度。

△美國國家國防制造與機(jī)械中心LOGO

NCDMM通過大學(xué)合作推進(jìn)國防制造創(chuàng)新

美國國家國防制造與機(jī)械中心(NCDMM) 是一家非營利組織,，致力于將國防利益相關(guān)者聚集在一起,，以改進(jìn)和整合技術(shù)，也是該項(xiàng)目的合作伙伴,。對于這項(xiàng)研究,，NCDMM將提供專家指導(dǎo)，確保研發(fā)項(xiàng)目符合最終用戶的實(shí)際需求,。

在這個(gè)項(xiàng)目中,。本科生、研究生助理和博士后研究員將在為期兩年的資助期內(nèi)協(xié)助教職員工進(jìn)行材料測試,、建模和模擬,。研究團(tuán)隊(duì)希望該項(xiàng)目能為美國帶來更多優(yōu)勢。主要目標(biāo)是開發(fā)3D打印協(xié)議知識庫,，闡明與材料和工藝相關(guān)的成本和權(quán)衡,。這些數(shù)據(jù)將推動技術(shù)發(fā)展,，使生產(chǎn)商能夠制造出經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、實(shí)用的非傳統(tǒng)形狀的組件,。