METAMET 项目获得资金开发晶格超材料，以满足工业对轻质零件的需求

2024年4月1日，南极熊获悉，英国创新开发局（Innovate UK）的政府资源效率材料和制造业（REforMM）计划对新的 METAMET 项目进行了资助。该项目提出了一个数字框架，用于设计和增材制造晶格金属材料结构。项目背后的概念是由联盟成员 Authentise、NS85 Ltd、Holdson Limited 和 Joining 4.0 Innovation（J4IC——兰卡斯特大学和 TWI Ltd 之间的战略合作伙伴关系）共同提出的。

△示例图显示了定制的增材制造发动机钛晶格支架。增材制造 (AM) 的使用使钛部件得以优化，以减轻重量并减少材料浪费，重点是增材制造的关键功能和设计。

METAMET项目的目的是找到一种利用晶格优化 3D 打印零件的全面且可追溯的方法，即复杂的重复图案，可以为零件提供额外的材料特性，例如定向冷却、减少振动和增强抗裂性。尤其是金属微晶格，能够实现极其轻质的结构，具有高强度重量比，同时还具有能量吸收特性、机械强度、热管理能力和设计多功能性。这使得此类轻质结构对航空航天、汽车和运输等行业极具吸引力，在这些行业中，减轻重量对于燃油效率和整体性能至关重要。

然而，设计和制造晶格超材料面临着挑战，包括：处理复杂且几何复杂的结构、识别合适的材料；需要开发复杂的新制造技术来生产这些精确的结构；解决规模和尺寸限制，以促进大规模生产，同时保持所需的性能。

METAMET项目对此的回应是利用先进的计算工具、优化技术、材料科学专业知识和创新制造方法来克服所涉及的挑战，并在晶格超材料中实现所需的机械、声学或电磁特性。

因此，METAMET 的研发(R&D) 活动将致力于提供涵盖设计和制造金属微晶格所需的全部步骤的端到端数字框架。工作将包括：

• 材料选择，例如铝、钛和/或钢合金；
• 晶格结构和细胞几何形状的概念设计，使用计算机辅助设计（CAD）进行设计实施；
• 模拟和优化以评估结构、行为、强度重量比和能量吸收能力等特性；
• 使用粉末金属进行增材制造、后处理和测试表征。
  

在验证设计和制造阶段后，最终目标将是通过使用定制制造设备或与专业制造设施合作等选项，扩大制造规模以实现现实世界的部署。

Joining 4.0创新中心(J4IC) 主任 Darren Williams 教授表示：“J4IC很高兴成为这一潜力巨大的新项目的一部分，该项目有望为轻量化零部件和结构的制造业提供重大好处。除了开发专有的新技术外，METAMET还将通过使用更少的能量生产轻量化零部件来支持更广泛的环境目标，如减少材料消耗和碳排放。反过来，这将有助于减轻更大结构的重量，并提高其在运营时的燃油效率。”

METAMET 项目根据第10081046 号拨款协议获得了 Innovate UK 的资助，为期 18 个月。