美國(guó)防部向弗吉尼亞理工大學(xué)撥款80萬(wàn)美元，用于購(gòu)買AFSD技術(shù)3D打印設(shè)備

2023年1月16日，南極熊獲悉，美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)宣稱，它獲得了來(lái)自國(guó)防部2023年國(guó)防大學(xué)研究?jī)x器計(jì)劃(DURIP)的撥款，用于購(gòu)買比SLM快十倍的攪拌摩擦沉積3D打印技術(shù)(AFSD)機(jī)器，以促進(jìn)該校在先進(jìn)制造和新材料開(kāi)發(fā)方面的教育和研究。

△研究人員使用第一代3D打印摩擦攪拌沉積機(jī)，用于打印飛機(jī)高強(qiáng)度鋁結(jié)構(gòu)件樣品

為此美國(guó)國(guó)防部(DoD)將向著提供弗吉尼亞理工大學(xué)高達(dá)80萬(wàn)美元（約536萬(wàn)人民幣）的資金，該機(jī)器將安置在材料科學(xué)與工程系，并可供來(lái)自世界各地感興趣的研究人員使用和學(xué)習(xí)。

弗吉尼亞理工大學(xué)材料科學(xué)與工程系主任Suneel Kodambaka說(shuō)：“我們感謝國(guó)防部頒發(fā)的這筆撥款，這將使弗吉尼亞理工大學(xué)走在先進(jìn)制造科學(xué)和技術(shù)的前沿。這個(gè)新系統(tǒng)將顯著提高我們進(jìn)行前所未有的研究，同時(shí)滿足感興趣的工業(yè)合作伙伴需求的能力。該筆撥款，同樣的證明了我們?cè)谶@些學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究，不僅會(huì)讓我們的學(xué)生為未來(lái)的職業(yè)做好準(zhǔn)備，而且有助于刺激美國(guó)在太空旅行、國(guó)防、醫(yī)療保健和工業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新�！�

弗吉尼亞理工大學(xué)是美國(guó)77所大學(xué)之一，共計(jì)獲得過(guò)5900萬(wàn)美元用于購(gòu)買通過(guò)聯(lián)邦政府資助的關(guān)鍵研究設(shè)備。

△前沿作戰(zhàn)基地的MELD增材制造維修概念圖

該研究將為彈性國(guó)防生態(tài)系統(tǒng)鋪路
負(fù)責(zé)研究和工程的國(guó)防部副部長(zhǎng)辦公室基礎(chǔ)研究辦公室主任Bindu Nair說(shuō)“DURIP計(jì)劃為我們提供了必要的研究基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)費(fèi)用，以實(shí)現(xiàn)對(duì)新知識(shí)的追求。它們有助于保持我們高等教育機(jī)構(gòu)的尖端能力。同時(shí)撥款將用于保持我們大學(xué)的科學(xué)領(lǐng)先能力，并培訓(xùn)下一代STEM勞動(dòng)力，最終促進(jìn)科學(xué)進(jìn)步，從而建立一個(gè)有彈性的國(guó)防生態(tài)系統(tǒng)�！�

競(jìng)爭(zhēng)激烈的DURIP撥款由美國(guó)空軍科學(xué)研究辦公室、陸軍研究辦公室和海軍研究辦公室通過(guò)擇優(yōu)競(jìng)爭(zhēng)聯(lián)合管理。它為大學(xué)從事與國(guó)防相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)和工程研究相關(guān)人員而設(shè)立。

△航宇的弗吉尼亞理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室主要關(guān)注AFSD技術(shù)

工程學(xué)院材料科學(xué)與工程副教授余航是該獎(jiǎng)項(xiàng)的主要研究者。他最近出版了第一本關(guān)于該技術(shù)的教科書(shū)，并與總部位于克里斯琴斯堡的3D打印技術(shù)開(kāi)發(fā)商Meld Manufacturing（MELD）合作，后者已為工業(yè)和軍方廣泛使用的AFSD工藝申請(qǐng)了專利。

△3D打印攪拌摩擦沉積技術(shù)

什么是攪拌摩擦沉積技術(shù)？
該技術(shù)與其他金屬3D打印技術(shù)不同的是，該技術(shù)是一個(gè)固態(tài)過(guò)程，在低于熔化溫度的情況下進(jìn)行，往往不會(huì)熔化打印材料。

摩擦沉積工藝與各種金屬兼容，如鋁、鈦、鋼和鎳基超合金。MELD的3D打印應(yīng)用主要是在國(guó)防領(lǐng)域，包括零件涂層、部件維修、金屬連接和定制金屬基復(fù)合材料坯料。

△獲得專利的MELD固態(tài)工藝

由于其固態(tài)性質(zhì)，與傳統(tǒng)的激光3D打印相比，增材制造攪拌摩擦沉積技術(shù)具有較低的殘余應(yīng)力和明顯較低的能量需求。它還與那些不容易出現(xiàn)孔隙、熱裂和其他與熔融技術(shù)有關(guān)的問(wèn)題的材料兼容。

余航的弗吉尼亞理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室主要關(guān)注AFSD，由于其可擴(kuò)展性和產(chǎn)品的實(shí)力，該技術(shù)最近引起了航空航天和國(guó)防部門的極大關(guān)注。這種3D打印工藝可以使用高強(qiáng)度鋁和鈦等金屬組裝部件，而無(wú)需熔化它們。通過(guò)構(gòu)建材料層，AFSD可以制造各種尺寸和形狀的組件，與使用其它工藝打印的組件相比，這些組件具有更好的強(qiáng)度和更少的缺陷。