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美國增材制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)宣布授出5個(gè)增材制造定向

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責(zé)任編輯：傳說的落葉時(shí)間：2019-06-05 09:22

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[導(dǎo)讀]美國增材制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)宣布授出5個(gè)增材制造定向項(xiàng)目

來源：國防制造

據(jù)美國國家增材制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)網(wǎng)站5月15日報(bào)道，由美國國防部、美國國防部長辦公室制造與工業(yè)基礎(chǔ)政策辦公室(OSD/MIBP)通過空軍研究實(shí)驗(yàn)室(AFRL)進(jìn)行資助的“面向快速鑒定的先進(jìn)工具”（Advanced Tools forRapid Qualification，ATRQ）定向項(xiàng)目授予5個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，將為其提供約390萬美元資助，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)至少提供195萬美元的配套資金，項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)約為590萬美元。

5個(gè)項(xiàng)目主要圍繞識別和解決由于腐蝕引起的激光粉末床熔融（LPBF）部件的缺陷和故障，以及由于惡劣環(huán)境導(dǎo)致聚合物部件的降解。通過項(xiàng)目研究，有助于認(rèn)識缺陷、故障和部件性能下降的根本原因，從而顯著改進(jìn)部件的設(shè)計(jì)及制造工藝。這些項(xiàng)目預(yù)計(jì)將于2019年6月啟動。

第一個(gè)項(xiàng)目由諾斯羅普·格魯曼系統(tǒng)公司與代頓大學(xué)研究所（UDRI）合作，旨在更好地了解激光粉末床熔融（LPBF）AlSi10Mg鋁合金粉末所制造組件的腐蝕機(jī)理。目前激光粉末床熔融AlSi10Mg等合金表現(xiàn)出增材制造獨(dú)有的腐蝕特性，這取決于制造工件的粗糙度、表面孔隙度、是否存在保護(hù)膜以及熔池凝固過程。這種獨(dú)特的腐蝕特性尚未完全明確，并為在潛在腐蝕環(huán)境中服役的重要防御系統(tǒng)采用LPBF部件設(shè)置了障礙。特別關(guān)注的零件族包括液體冷板、熱交換器和飛機(jī)外部組件。該項(xiàng)目將以這些零件族為研究基礎(chǔ)，制定與LPBF AlSi10Mg腐蝕相關(guān)的工藝指南，將材料、工藝、后處理和環(huán)境與腐蝕特性聯(lián)系起來。

第二個(gè)項(xiàng)目由威奇塔州立大學(xué)國家航空研究所(NIAR)牽頭,奧本大學(xué)、愛迪生焊接研究所（EWI）、快速原型制造有限責(zé)任公司(rp+m)和美國材料與試驗(yàn)協(xié)會（ASTM）增材制造卓越中心等參與合作,該項(xiàng)目將圍繞戰(zhàn)區(qū)苛刻、惡劣的環(huán)境下，增材制造聚合物材料的性能極限和降解，開發(fā)量化評估増材制造聚合物部件使用壽命的方法，以量化增材制造聚合物部件的使用壽命。由于目前仍然難以實(shí)現(xiàn)增材制造的逐層驗(yàn)證，以及通過工藝仿真和虛擬許用（virtual allowables）消除物理測試。因此，該項(xiàng)目將建立在先前經(jīng)驗(yàn)、文檔和方法的基礎(chǔ)上，開發(fā)一組鑒定工具，為未來的多種材料體系（包括UTLEM™9085）和工藝帶來飛躍性提升,有助于實(shí)現(xiàn)逐層驗(yàn)證的目標(biāo),最終減少增材制造部件的性能限制和降解。

第三個(gè)項(xiàng)目由3D系統(tǒng)公司牽頭，紐波特紐斯造船廠（NNS）、阿克倫大學(xué)和諾斯魯普·格魯曼創(chuàng)新服務(wù)公司(NGIS)參與合作。該項(xiàng)目將制定一份腐蝕性能設(shè)計(jì)指南，用于增材制造鎳基合金625，以盡量減少國防部武器系統(tǒng)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，地面、海上和空中發(fā)射的高速彈藥部件在儲存于海洋環(huán)境或附近時(shí)容易遭到腐蝕。隨著將金屬增材制造集成到供應(yīng)鏈的進(jìn)程加速，工業(yè)基地必須了解增材制造部件對腐蝕的敏感性以及后處理的相關(guān)影響。該研究將作為設(shè)計(jì)指南的基礎(chǔ)，以優(yōu)化制造工藝，除防止腐蝕外，還將考慮部件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的腐蝕問題。

第四個(gè)項(xiàng)目由俄亥俄州立大學(xué)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(xiàng)目旨在研究并開發(fā)相應(yīng)的工具，以克服造成增材制造缺陷的資格障礙,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(shí)現(xiàn)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后的檢測概率(PoD)。該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將開發(fā)相關(guān)方法，通過交付技術(shù)數(shù)據(jù)包和軟件工具集，在相關(guān)組件的幾何結(jié)構(gòu)中生成多種類型的可控典型缺陷。

第五個(gè)項(xiàng)目由賓夕法尼亞州立大學(xué)的應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室牽頭,3D系統(tǒng)公司、諾斯羅普·格魯曼公司和應(yīng)用優(yōu)化（Applied Optimization）公司等參與合作。該項(xiàng)目旨在開發(fā)和驗(yàn)證鈦合金（Ti-6Al-4V）激光粉末床熔融工藝過程中典型缺陷的產(chǎn)生和表征方法。具體來說，該項(xiàng)目將通過特定的相互作用和工藝變化，在加工過程中復(fù)制出缺陷。其中包括，已在激光粉末床熔融工藝中發(fā)現(xiàn)的未熔合和球形氣孔缺陷，以及有可能影響高質(zhì)量致密組件的生產(chǎn)，導(dǎo)致其特性和性能下降的缺陷。通過對預(yù)先設(shè)定位置生成的特定缺陷形態(tài)（例如尺寸、形狀、方向等）進(jìn)行驗(yàn)證，創(chuàng)建出用于鑒定增材制造設(shè)計(jì)、工藝和組件的框架，從而提供所需的工具，大幅提升對激光粉末床熔融工藝缺陷影響的認(rèn)識。該項(xiàng)目還將根據(jù)缺陷特征對材料性能進(jìn)行可控的系統(tǒng)評估，并建立可靠的、基于模型的指導(dǎo)，從而對部件中的缺陷形態(tài)和位置進(jìn)行一定的限制。

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