項(xiàng)目名稱 | 主要參與方 | 項(xiàng)目研究內(nèi)容 |
熔融沉積成形的復(fù)合材料制造和液壓成形用快速簡潔工裝 | 密蘇里科技大學(xué)，諾斯羅普·格魯門 | 利用簡潔工裝，減少復(fù)合材料工藝中的材料使用需求，快速且經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)復(fù)合材料制造工裝。 |
用于工裝重置和翻新的增材制造工藝和工序的合格鑒定 | 西部保留地大學(xué) | 開發(fā)、評(píng)估和鑒定工裝與模具的修理和重置方法，延長工裝使用壽命，減少能耗、成本和準(zhǔn)備時(shí)間。 |
粉末床金屬增材制造工藝的快速合格鑒定方法 | 西部保留地大學(xué) | 通過激光燒結(jié)和電子束熔化粉末床工藝研究，提升對(duì)微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的控制能力；建立基于工藝的、生產(chǎn)量可變的成本模型。 |
使用激光熱絲線工藝的高產(chǎn)出功能材料沉積 | 西部保留地大學(xué)，RTI國際金屬公司 | 面向不同的高產(chǎn)出功能材料沉積應(yīng)用，評(píng)估一個(gè)激光輔助的、基于絲線的增材制造工藝，針對(duì)激光/粉末增材制造工藝建立基準(zhǔn)。 |
用于增材制造過程監(jiān)測(cè)和控制的熱成像 | 賓夕法尼亞大學(xué) | 面向電子束直接制造和激光凈近成形工藝的過程監(jiān)測(cè)和控制，拓展熱成像的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)全局溫度場的3D可視化以及對(duì)電子束或激光粉末工藝的基于熱成像表征的實(shí)時(shí)控制。 |
粉末床增材制造研究的開源工藝控制* | 賓夕法尼亞州立大學(xué)，諾斯羅普·格魯門，霍尼韋爾，3D系統(tǒng)公司 | 開發(fā)并驗(yàn)證用于PBFAM的開源、分層協(xié)議，該協(xié)議將定義一系列在賽博物理系統(tǒng)中使用的通信結(jié)構(gòu)，它們?yōu)槎x和執(zhí)行粉末床沉積工藝所需。協(xié)議每一層都將定義數(shù)據(jù)和通信結(jié)構(gòu)的一方面，還將支持掃描路徑和工藝數(shù)據(jù)的規(guī)范和提取，實(shí)現(xiàn)在PBFAM系統(tǒng)與其它異種系統(tǒng)間的通信。訪問開源協(xié)議將允許研究人員接觸建模、感知、控制和工藝優(yōu)化的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，使工業(yè)界提升鑒定與認(rèn)證能力，實(shí)現(xiàn)更高效創(chuàng)新的PBFAM工藝和材料開發(fā)。 |
開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)增材制造蜂窩結(jié)構(gòu)有效設(shè)計(jì)的拓?fù)鋬?yōu)化工具 | 匹茲堡大學(xué)，美鋁，ANSYS，ExOne | 開發(fā)基于蜂窩結(jié)構(gòu)的增材制造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化軟件，創(chuàng)新地在有限元分析中利用微觀力學(xué)模型記錄蜂窩結(jié)構(gòu)的有效行為。 |
用于醫(yī)療的生物可吸收金屬合金制生物醫(yī)學(xué)裝置的增材制造 | 匹茲堡大學(xué)，ExOne | 開發(fā)增材制造方法，將鎂基和鐵基合金轉(zhuǎn)變?yōu)樯镝t(yī)學(xué)裝置，如骨板和支架，并進(jìn)行生物兼容性、生物吸收和力學(xué)試驗(yàn)。 |
金屬合金給料功能支撐結(jié)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì) | 匹茲堡大學(xué) | 為金屬合金給料的功能支撐結(jié)構(gòu)開發(fā)參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，特別針對(duì)直接金屬激光燒結(jié)工藝中使用的支撐結(jié)構(gòu)，要形成設(shè)計(jì)規(guī)則。 |
面向高潛力增材制造應(yīng)用的集成設(shè)計(jì)工具開發(fā) | 匹茲堡大學(xué)，聯(lián)合技術(shù)公司研究中心，霍尼韋爾，陸軍航空與導(dǎo)彈研發(fā)和工程中心，ANSYS，ExOne，RTI國際金屬公司 | 開發(fā)集成設(shè)計(jì)成套工具，包括面向多種增材制造可制造性要求的設(shè)計(jì)輔助功能，以及面向高潛力增材制造應(yīng)用的拓?fù)鋬?yōu)化新能力。增材制造技術(shù)能夠生產(chǎn)非常復(fù)雜的幾何外形與拓?fù)洳季?，極大提升設(shè)計(jì)空間，不過現(xiàn)有CAD/CAE軟件包無法充分施展這種設(shè)計(jì)自由度。項(xiàng)目將尋求開發(fā)一款能快速商業(yè)化的集成設(shè)計(jì)成套工具，縮短設(shè)計(jì)階段，降低制造成本，減少增材制造新產(chǎn)品上市時(shí)間。 |
必需的公差與表面光潔度 | 北卡羅來納州立大學(xué)，約翰·迪爾 | 開發(fā)一個(gè)增材制造和減法加工混合制造系統(tǒng)，能夠按最終幾何規(guī)范生產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品，使機(jī)械零件能夠“數(shù)字制造”以滿足必要的最終幾何精度。 |
3D打印多功能性:航空航天應(yīng)用的增材制造 | 德克薩斯大學(xué)埃爾帕索分校，洛克希德·馬丁，諾斯羅普·格魯門，Stratasys | 開發(fā)一套綜合制造方案，與基礎(chǔ)增材制造工藝集成，包括：多種耐用熱塑性塑料/金屬的模壓成形，微加工，激光燒蝕，在熱塑性塑料中嵌入絲線和細(xì)距網(wǎng)絡(luò)，機(jī)器人組件放置。通過多個(gè)集成制造系統(tǒng)的綜合，這些集成的技術(shù)將制造多材料結(jié)構(gòu)以生產(chǎn)多功能產(chǎn)品，如可穿戴電子設(shè)備、生物醫(yī)學(xué)裝置和防務(wù)、航天與能源系統(tǒng)。 |
用于三維電子學(xué)制造的低成本工業(yè)級(jí)多元三維（Multi3D）系統(tǒng) | 德克薩斯大學(xué)埃爾帕索分校，洛克希德·馬丁，諾斯羅普·格魯門，波音，霍尼韋爾 | 將下一代增材制造技術(shù)融入一個(gè)低成本工業(yè)多元3D系統(tǒng)，用于3D電子打印。項(xiàng)目將開發(fā)一個(gè)固結(jié)系統(tǒng)，包括一個(gè)集成進(jìn)現(xiàn)有CNC龍門機(jī)床的柔性工裝臺(tái)，允許互換為執(zhí)行以下功能：精密微加工，熱塑性塑料擠壓，帶有絲線管理功能的直接絲線嵌入，直接箔片嵌入。通過這些可互換的功能，系統(tǒng)能夠制造復(fù)雜外形的絕緣結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部有密集分布的金屬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳季帧?/span> |
熱塑性塑料粉末床燒結(jié)的閉環(huán)工藝控制* | 德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校，Stratasys | 驗(yàn)證粉末床燒結(jié)中的反饋控制能夠提升零件質(zhì)量和性能可預(yù)測(cè)性，同時(shí)減少不同機(jī)床制造條件下甚至同一制造工藝中的波動(dòng)敏感性，使得熱塑性塑料增材制造技術(shù)能夠得到高度可重復(fù)的、經(jīng)得起考驗(yàn)的工藝結(jié)果。項(xiàng)目將利用一個(gè)高溫試驗(yàn)臺(tái)，其架構(gòu)中的核心部分就是反饋控制功能。 |
用于原型和生產(chǎn)的金屬合金和新型極低成本3D焊接打印平臺(tái) | 密歇根理工大學(xué) | 進(jìn)行極低成本3D金屬打印機(jī)的商業(yè)化以及新型3D打印合金的開發(fā)，材料開發(fā)將關(guān)注鋁合金，最終目標(biāo)是從回收廢品中開發(fā)出來。 |
定制踝足矯形器的賽博物理設(shè)計(jì)與增材制造 | 密歇根大學(xué)，Altair，Stratasys | 優(yōu)化面向增材制造設(shè)計(jì)的數(shù)字工作流，包括：基于OptiStruct優(yōu)化軟件包開發(fā)增材制造專用的功能，生成獨(dú)特的填充圖案并對(duì)性能進(jìn)行數(shù)字化驗(yàn)證，同時(shí)在產(chǎn)量和材料輸送上實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵提升，使用熔融沉積成形技術(shù)生產(chǎn)定制化的踝足矯形器。項(xiàng)目尋求利用基于云的設(shè)計(jì)和增材制造技術(shù)，在面向增材制造的設(shè)計(jì)、材料輸送和系統(tǒng)改進(jìn)上得到提升，開發(fā)利用多尺寸尖端打印多種材料的方法以提供經(jīng)濟(jì)、高質(zhì)量的矯形器。 |
用于直接金屬增材制造的粉末性能與工藝產(chǎn)出的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫 | 卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)，普·惠，聯(lián)合技術(shù)公司研究中心 | 首次建立關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，關(guān)聯(lián)不同供應(yīng)商的粉末性能（如平均顆粒直徑、顆粒直徑分布、顆粒形態(tài)、流動(dòng)性指標(biāo)）與工藝產(chǎn)出（如粉末鋪展性、粉末燒結(jié)能力、熔池尺寸、微結(jié)構(gòu)、幾何精度、材料硬度）。針對(duì)至少一個(gè)無法立即在直接金屬機(jī)床中使用的粉末系統(tǒng)，確認(rèn)所需的工藝變量修改，使該粉末系統(tǒng)的產(chǎn)出可與標(biāo)準(zhǔn)粉末相當(dāng)。 |
通過增材制造粉末再利用實(shí)現(xiàn)下一代整形外科材料的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn) | 圣母瑪利亞大學(xué) | 通過增材制造中的粉末再利用，實(shí)現(xiàn)下一代整形外科材料的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)，限制增材制造大批量生產(chǎn)的一個(gè)重要因素是如何在單個(gè)增材制造過程中提升零件制造數(shù)量，而又不影響零件質(zhì)量。粉末又貴又未充分利用，典型制造過程中只有5%-20%的粉末燒結(jié)成零件， 依靠材料和機(jī)床廠商可以實(shí)現(xiàn)粉末再利用，不過粉末暴露在增材制造機(jī)床的高溫工作環(huán)境下時(shí)會(huì)發(fā)生變化。上述所有困難都可以克服，但關(guān)鍵是必須知曉并理解再利用對(duì)粉末力學(xué)性能的影響，項(xiàng)目將特別針對(duì)Ti-6Al-4V、不銹鋼和尼龍材料進(jìn)行研究。 |
增材制造的設(shè)計(jì)指導(dǎo)系統(tǒng) | 喬治亞理工學(xué)院，洛克希德·馬丁，GKN航宇，西門子，Stratasys | 開發(fā)增材制造設(shè)計(jì)指導(dǎo)系統(tǒng)，填補(bǔ)設(shè)計(jì)到打印工作流程的不足。當(dāng)前，CAE工具在設(shè)計(jì)工作流中被強(qiáng)制插入與增材制造聯(lián)接，此外，一些高層級(jí)工作流類別或缺失或與當(dāng)前流程不協(xié)調(diào)，包括用于制造工藝選擇和調(diào)整的決策工具、用于零件認(rèn)證與驗(yàn)證的有限元分析、與用于配置管理的產(chǎn)品壽命周期管理軟件的兼容性。項(xiàng)目將實(shí)現(xiàn)決策工具以及零件認(rèn)證與驗(yàn)證的工作流類別的嵌入，并提供近無縫化的軟件生態(tài)系統(tǒng)，通過通用有效載荷文件格式消除在多個(gè)軟件工具間切換的不連續(xù)，向完整和理想的工作流程前進(jìn)。 |
