新聞資訊
美國陸軍為伍斯特理工撥款2500萬美元開發(fā)冷噴涂3D打印材料
發(fā)布時間：
2023-01-11 12:45
馬薩諸塞州伍斯特理工學(xué)院(WPI)獲得了美國陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展指揮部陸軍研究實(shí)驗(yàn)室(CCDC-ARL)頒發(fā)的三年2500萬美元獎金，用于為戰(zhàn)場開發(fā)金屬冷噴涂增材制造(CSAM)工藝。在該項(xiàng)目中，WPI的任務(wù)是對合金進(jìn)行表征和測試，最終能夠生產(chǎn)和修復(fù)軍用級部件。這消除了制造軍用新部件的廣泛等待時間和高成本。
WPI材料加工數(shù)據(jù)中心主任，ARL項(xiàng)目首席研究員Danielle Cote說：“冷噴涂是一種基礎(chǔ)技術(shù)，在軍事和其他領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景?！?/span>
ARL對冷噴涂添加劑制造的興趣
CSAM使用加壓氣體將金屬粉末沉積到接近超音速的速度。在沒有首先熔化粉末的情況下，由于沖擊力，噴霧在接觸時粘附到金屬上。該過程可以簡化為便攜式手持式涂敷器，這使其在現(xiàn)場使用具有吸引力。該技術(shù)先前已被工程師用于修理發(fā)動機(jī)變速箱和制造電動機(jī)。
“如果你正在執(zhí)行任務(wù)并且需要快速移動到一個更安全的地方，并且車輛上的關(guān)鍵部分會中斷，那么除非你能夠快速修復(fù)它，否則你會被困住。這就是冷噴霧的來源。”Cote補(bǔ)充道?！败婈?duì)對冷噴3D打印感興趣是一種修復(fù)技術(shù)[修復(fù)一個零件比更換它更便宜]，你可以更快地恢復(fù)使用設(shè)備，因此陸軍對此感興趣。”
上個月，ARL還授予新澤西州羅文大學(xué)1450萬美元用于開發(fā)聚合物CSAM。作為ARL項(xiàng)目的一部分，WPI研究團(tuán)隊(duì)還將與多家分包商合作，包括加州大學(xué)歐文分校，馬薩諸塞州洛厄爾大學(xué)和賓夕法尼亞州立大學(xué)。
定制CSAM金屬粉末
對于大多數(shù)制造方法，例如鑄造和鍛造，通過首先熔化然后熱處理來改變金屬合金。另一方面，合金在冷噴涂之前不會熔化，也不會在涂覆后進(jìn)行熱處理。 CSAM不要求合金能夠熔化應(yīng)用。因此，與其他制造方法相比，研究團(tuán)隊(duì)可以獲得更廣泛的潛在材料。為了開發(fā)和研究納米級粉末的化學(xué)和結(jié)構(gòu)特性，WPI已經(jīng)獲得了各種設(shè)備作為ARL獎的一部分。這些工具包括SEM / EDS單元，同步激光衍射和動態(tài)圖像粒子分析儀等工具，用于測定粉末形態(tài)，納米壓頭用于測量納米級機(jī)械性能。
該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，通過逐步加熱，冷噴粉的性能可以進(jìn)行微調(diào)和增強(qiáng)。開發(fā)計(jì)算模型以確定所選擇的合金用于研究和采用的熱處理方案。該模型基于廣泛的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，并利用WPI豐富的金屬屬性數(shù)據(jù)庫，為特定冷噴涂應(yīng)用定制設(shè)計(jì)粉末提供了可能和更有效的方法。
WPI正在開發(fā)這樣的金屬粉末，用于冷噴涂。照片來自WPI。
通過CSAM提高軍事準(zhǔn)備程度
WPI的粉末改性技術(shù)可以制造具有高強(qiáng)度，韌性和延展性的工程級合金。例如，更換直升機(jī)變速箱通常需要數(shù)月甚至數(shù)年。特別是變速箱需要經(jīng)常維護(hù)，維修和更換的成本很高。另一方面，CSAM可以有效地修理或甚至制造變速箱的部件，使直升機(jī)快速返回空中。雖然ARL的主要重點(diǎn)是修理合金，但該獎項(xiàng)還允許WPI探索戰(zhàn)場之外的CSAM應(yīng)用，例如在設(shè)備上應(yīng)用抗菌銅涂層。此外，WPI機(jī)器人工程計(jì)劃的研究人員將探索使用多軸機(jī)器人來自動化CSAM。(中國3D打印網(wǎng))
Cote(左)正與研究員Kyle Tsaknopoulos合作，她是博士后研究員。照片來自WPI。
3D打印技術(shù),3D打印,3D打印材料
快速鏈接
聯(lián)系我們
電話：0311-82898906 18032939645
傳真：0311-82898906
郵箱： jyzczz@hbjyjt.com
地址：河北省石家莊市平山縣南甸鎮(zhèn)敬業(yè)工業(yè)園區(qū)
在線留言
微信公眾號
官方抖音號