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NASA整合金属3D打印技术,推进航天领域中应用

国际金属加工网 2023年03月24日

导读:增材制造凭借其强大的制造能力,在地球上获得了非常广泛的应用,在太空领域同样如此。一段时间以来,3D打印一直被认为是太空探索相关应用的领先技术之一,而这一点最近再次得到了证实。

2023年3月,南极熊获悉,美国国家航空航天局(NASA)宣布,他们已经在两个新的空间技术研究所(STRI)中使用了3D打印技术来制造可快速认证的金属零件。

美国国家航空航天局对3D打印技术的使用当然不陌生。该机构一直是增材制造的资深用户,在各种应用中测试其能力,包括创建火箭部件、在国际空间站上3D打印食品,甚至探索在地外天体上建造的可能性。但这一宣布更清楚地表明,它致力于整合创新技术,如3D打印,作为推进其长期探索目标的一种方式。每个研究所将由美国大学的团队领导,负责对NASA的未来至关重要的多学科研究和技术开发项目。为了这项工作,他们将在五年内各自获得高达1500万美元的资金。

△其中一个STRI将致力于深入了解和认证用于太空飞行的金属3D打印部件(图片来源:NASA)

位于华盛顿的美国宇航局总部空间技术任务局的副局长Jim Reuter进一步解释说:"我们很高兴能利用这些多大学团队的专业知识,为我们的一些紧迫需求开发新的技术。他们的工作将推动以增材制造为代表的新一代科学技术的发展,并通过最先进的建模技术扩大3D打印金属部件在太空领域中的应用。"

基于模型的增材制造资格和认证研究所(IMQCAM)

这个被称为基于模型的增材制造资格和认证研究所(IMQCAM)将由匹兹堡的卡内基梅隆大学和巴尔的摩的约翰霍普金斯大学共同领导。顾名思义,其目的是改进3D打印金属零件的计算机模型,以扩大在航天应用中的实用性,改善零件的鉴定和认证。这将通过使用数字孪生来帮助工程师了解零件的能力和限制,包括零件在断裂前能承受多大的压力。

这些对金属3D打印部件特性的高精度预测,对于在部件制造之前就了解其特性至关重要,从而使其成为以后认证的关键部分。此外,这些数字双胞胎将由已经普遍用于3D打印的航天材料制成,例如NASA开发的铜铬铌合金GRCop-42。科学家们也将能够使用这些模型来评估和模拟新的太空应用材料。

△来自卡内基梅隆大学的Tony Rollett将担任该项目的联合主任之一

(图片来源:卡内基梅隆大学)

该研究所的主要调查员、卡内基梅隆大学美国钢铁公司冶金工程和材料科学教授TonyRollett进一步表示:"这种类型的零件的内部结构与其他方法生产的零件有很大的不同,该研究所将专注于创建美国宇航局和工业界的其他人在日常使用这些零件时所需要的模型。" 考虑到认证和鉴定经常被提到是在航空航天等安全关键部门使用增材制造终端零件的最大障碍之一,这可能对进一步扩大其应用有很大帮助。

(南极熊3D打印)

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