UTSA获得美国国防部拨款，以提高军用国防3D打印的可靠性

2022年3月9日Researchers（德克萨斯大学圣安东尼奥分校)的研究人员从美国国防部(DoD) 陆军研究办公室获得了659,970美元的科研经费，希望开发一款通过数据模型计算，可提高美国军方使用3D打印制造的能力，包括飞机在内的关键机械零件等。

UTSA机械工程系助理教授David Restrepo表示：“现阶段金属增材制造遇到的挑战之一是难以100%确定地了解打印部件的机械性能（例如刚度和强度）。”“与设计标准相比，3D制造可预测或减少组件系统的可变性同样非常重要。”

△UTSA研究人员Arturo Montoya、Harry Millwater和David Restrepo共同站在Renishaw 3D打印机前。图片来自UTSA

国防部的3D打印采购
南极熊获悉，自去年2月公布首个官方增材制造战略以来，美国国防部已在3D打印投入大量科研经费，力在推进各个国防相关领域的使用。

在宣布3D打印政策后不久，DoD与粘合剂喷射3D打印公司OEM ExOne签订了一份价值160 万美元的合同，以开发能够在多种环境下生产备件的便携式3D打印系统。一个“坚固耐用的3D打印吊舱”装在一个40英尺的野战方舱中，可在陆地、海上和空中部署，以支持战区、救灾任务和其他远程操作。

ExOne首席执行官John Hartner表示：“Binder喷射3D打印因其速度、材料灵活性和易用性而成为军事用途的关键制造技术。我们很高兴与美国国防部和其他合作伙伴合作，使我们的 3D打印机变得更加灵活耐用，这也将使我们的其他制造客户受益。最重要的是，我们知道，从现在开始，我们的技术将在快速满足关键需求方面发挥重要作用。”

△ExOne的便携式3D打印方舱。图片来自ExOne

Binder国防3D打印方舱
该公司还将开发其工业粘合剂喷射系统之一的特殊军用版，该系统将具有独特的升级功能，可以制造军用发动机。ExOne表示，它将能够3D打印20多种增材制造粉末，包括陶瓷和金属。

△ExOne已对20多种材料进行了认证，可用于其粘合剂喷射系统。图片来自ExOne

提高增材制造可靠性
虽然3D打印的优势众所周知，但经过科研人员分析，尤其是在基于激光烧结的工艺中，当粉末冷却和固化时，部件的机械性能和稳定性的不确定性是当前3D打印工艺中的一项重大难题。

“我们正在对激光烧结过程进行建模并计算分析，以预测用3D打印制造的组件的机械性能和尺寸稳定性，”Restrepo 说。“在计算中由UTSA开发的灵敏度分析作为数据的核心技术。这项独特的技术将使我们能够预测增材制造零件的机械性能、可靠性和等级。”

在Restrepo的带领下，UTSA团队正在开发新的建模计算系统，这些算法可能会在未来产生更可靠的金属3D打印产品。

△Renishaw 3D打印机。照片来自google

Renishaw 3D打印机
目前该团队正在充分利用UTSA的Makerspace 内部资源优势，包括Renishaw 3D打印机。该机器将帮助研究人员制造零件并收集数据，和证明金属3D打印质量分析系统有效性或针对计算进行更改。UTSA教授Harry Millwater自豪的说“他们的Renishaw 3D是一款行业领先的工具，学生可以在他们作为Roadrunner期间充分利用它做研究，为在3D领域探索和培养优秀3D打印人才做出贡献。

目前美国在国防科工和人才培养方向非常重视3D打印技术，国防部向增材制造数据专家 Senvol提供了新一轮资金，以投资开发Senvol ML机器学习软件，并与3D打印火箭制造商Relativity Space签署了一份航天轨道发射合同，使用全3D打印火箭Terran 1将有效载荷发射到地球低轨道 (LEO)等。