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美国正式启动七大增材制造高端项目

供稿:中国工控网 2016/8/25 9:38:17

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美国国家增材制造创新机构(“American Makes”)宣布授出7个新项目。“American Makes”机构及其管理方国家国防制造加工中心(NCDMM)将投入约550万的联邦资金,配以项目团队投入的550万美元,共计1100万美元。加上这次,“American Makes”将很快拥有近1亿美元的公私投入项目资金,提升美国增材制造的水平。

“American Makes”运营主任表示:“我们很高兴通过这些项目,在增加工业界的技术研发需求和发展劳动力、教育和社会服务计划方面取得了平衡,这对项目成果的成功转化和商业化至关重要。机构及其成员群体承诺确保美国制造业劳动力在使用增材制造创新方面得到充分培训,以提升国家的经济竞争优势。”



  项目不仅要专注于机构技术路线图中的5个方向——设计、材料、工艺、价值链和增材制造基因组,还要处理劳动力、教育和社会服务(WEO)路线图5个方向的需求——知识和知觉、实操学习、实习项目、人才管道以及工业基因组。7个项目是:

  1,面向高性能航空器生产的复杂型芯结构的优化设计和增材制造

  牵头方——卡内基-梅隆大学;成员——洛克希德-马丁、联合技术公司、极光飞行科学公司、自动动力公司、Stratasys、西门子。

  该项目将面向航空工业中3D型芯结构(如工装)的优化设计和增材制造,开发一个计算系统以及教育材料。项目旨在克服当前型芯结构使用常规方法手动设计和制造时存在的巨大挑战,包括这些结构的性能。项目将使用有限元手段、非线性高维优化以及面向增材制造的设计(DFAM)开发先进解决方案。在处理WEO要求上,项目团队将以数字讲座、软件和教程的形式开发学习材料,并开展大规模“大竞赛挑战”活动。

  2,多功能大幅面增材制造(BAAM):多用途嵌线的BAAM

  牵头方——得克塞斯大学埃尔帕索分校(UTEP);成员——辛辛那提、Autodesk。

  该项目将探索将大规模增材制造能力与嵌线相结合,提升增材制造批量和生产速度,因为嵌线能力可以将线束特征直接植入结构组件中。面向大规模增材制造的线束3D嵌入将需要双重方法,开发硬件和软件解决方案。项目将并行开发软件解决方案,软件可将3D线束图案转换为五轴运动加工路径,直接由BAAM+嵌线机床执行,软件还可向BAAM机床中集成嵌线技术。为满足WEO要求,团队将指导一个毕业生认证项目的开发,向美国工业界和政府组织提供远程工程师。

  3,MULTI:源/给料/米级尺度的金属增材制造机床

  牵头方——林肯电气公司旗下狼机器人公司;成员——GKN航宇、联合技术公司、卡特彼勒、EWI、ITAMCO、IPG光学公司、林肯电气公司、橡树岭国家实验室、田纳西大学诺克斯维尔分校。

  该项目将定位于增材制造工业用户,利用可扩展、多轴(九轴以上)机器人系统的低成本和高柔性。项目团队将依赖现有的一个初代“CAD to路径”增材制造机器人软件工具,面向商业首次发布来试验和优化“CAD到路径”工具,执行基础工艺试验以将其纳入一个多工艺、数米、多材料、可生产的机器人3D打印系统。项目结束后,作为关键的WEO部分,预期将开发一个商业可用的“CAD到路径”软件工具,实现主流市场内中幅面增材制造(MAAM)和大幅面增材制造(BAAM)零件的生产。

  4,仿生的多喷射材料

  牵头方——3D系统公司;成员——美国陆军研究实验室(ARL)、沃尔特-里德国家军事医学中心(WRNMMC)。

  该项目将尝试面向多喷射打印(MJP)开发类生理学的可打印材料,解决当前医疗领域缺乏适于仿生建模的可打印材料的问题。特别地,项目将形成标准化的原材料、基准性能数据、微结构控制、工艺窗口定义和加工规范。项目团队的技术途径将满足特定的市场要求,遵循美国食品药品管理局(FDA)和国家标准化组织(ISO)对于医疗设备开发的指导方针。除了标准MJP材料和化学表征,项目团队还将利用ARL的资源探寻与生理学属性相关的力学性能。对于WEO部分,将开发录制好的培训课程,为不同经验水平的WRNMMC外科医生定制,学习如何将医学建模集成到他们的外科手术规划过程中。

  5,一个面向增材制造晶格结构的非经验性预测模型

  牵头方——凤凰分析与设计技术公司;成员——霍尼韦尔国际、亚利桑那州立大学、LAI国际等。

  该项目将专注晶格结构设计和制造,这是当前最有前途的增材制造领域。通过开发耐久、经验证的材料模型,精确描述它们的行为,以用更少的材料评估这些复杂结构的性能。项目将涉及三种增材制造工艺——熔融沉积成型、激光粉末床熔融以及电子束熔化,使用热塑性复合材料和金属材料。特别地,将开发和验证一个基于物理学的、外形独立的模型,预测3D打印晶格结构的硬度和失效,用于设计优化和仿真。为满足WEO要求,将针对用增材制造实施晶格结构,开发一个在线“直播”教科书和一个定制化的课程。

  6,面向金属铸造(AM4MC)的增材制造

  牵头方——扬斯敦商业孵化器;成员——美国铸造协会、福特汽车、宾夕法尼亚州立大学(ARL)、扬斯敦州立大学等。

  该项目将通过开发下一代沙料打印机,实现打印型芯和模具的线速度生产,让美国中小企业经济地生产并将其集成到全部生产线上,使美国工业基础转型。为通过增材制造技术的大规模转型金属铸造,组件设计需要摆脱常规制造的束缚,并且经济地通过这些下一代打印机生产。该项目将专注开发下一代生产型沙料打印机和基于知识的设计工具,以克服生产的障碍。团队将利用美国铸造协会的州立、地方和国家论坛来召开研讨会,提供导师带领的课程,开发网络学习模块,参加聚焦商业的展览,以满足WEO要求。

  7,电子器件和结构的多材料3D打印

  牵头方——雷神;成员——GE公司、罗杰斯公司、UML研究所(RURI)、南佛罗里达大学等。

  该项目将寻求将增材制造从2D约束的设计提升为保形和嵌入的解决方案,实现集成3D电子器件和非平面结构的多材料打印。航空航天、防务工业、生物医疗和商业上有许多应用可以受益于新颖、高密度和经济可承受的3D电子封装。项目团队将通过一个集成系统方法在打印电子器件上发力,通过跨供应链(墨水、材料、打印机、设计和控制软件)建立一个最佳实践基线,提升多材料和嵌入式电子器件3D打印。为满足WEO要求,项目团队将开发在线认证课程,导师带领的实验室,本科生、毕业生和研究生研发导师,以及定制和预录的培训项目。

审核编辑(郑益文)
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