領(lǐng)域

子方向

成熟化需求

設(shè)

計(jì)

生物啟發(fā)設(shè)計(jì)與制造

用于Ti-64合金直接金屬激光燒結(jié)的蜂窩有限元分析技術(shù)模型

用于蜂窩結(jié)構(gòu)的高效結(jié)構(gòu)分析算法

成本與能耗因素分析/建模

Ti-64合金直接金屬激光燒結(jié)工藝的生產(chǎn)成本建模

Ti-64合金電子束熔化工藝的生產(chǎn)成本建模

“搖籃到搖籃”壽命周期能耗建模

產(chǎn)品/工藝族能耗建模

產(chǎn)品與工藝設(shè)計(jì)輔助手段/程序

熔融沉積成形的ULTEM 9085工裝設(shè)計(jì)指南

選區(qū)激光燒結(jié)的碳纖維增強(qiáng)靜電釋放聚醚酮酮拓?fù)鋬?yōu)化指南

集成的增材制造和二次加工支持指南

熔融沉積成形的ULTEM 9085零件設(shè)計(jì)和制造路徑指南

可連接CAD的專(zhuān)家設(shè)計(jì)顧問(wèn)

基于規(guī)則的面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）方法與算法

設(shè)計(jì)規(guī)范詢(xún)問(wèn)算法

工藝/材料/機(jī)床一致性的自動(dòng)生成

推薦快速合格鑒定/認(rèn)證手段的設(shè)計(jì)顧問(wèn)

材

料

“非特定”增材制造技術(shù)包

Ti-64和Co-Cr的電子束熔化工藝驗(yàn)證工藝路線(xiàn)圖

Ti-64和Co-Cr的直接金屬激光燒結(jié)工藝驗(yàn)證工藝路線(xiàn)圖

Ti-64和IN718的激光近凈成形工藝窗口表征

面向超聲無(wú)損檢測(cè)的電子束定向能沉積的Ti-64微結(jié)構(gòu)

材料性能表征

熔融沉積成形的ULTEM 9085 B基設(shè)計(jì)許用值

選區(qū)激光燒結(jié)的碳纖維增強(qiáng)靜電釋放聚醚酮酮B基設(shè)計(jì)許用值

選區(qū)激光燒結(jié)的聚醚酮酮表征

選區(qū)激光燒結(jié)的Cu表征

電子束熔化的Ti-64和Co-Cr給料與性能的關(guān)系

直接金屬激光燒結(jié)的Ti-64和Co-Cr給料與性能的關(guān)系

電子束熔化的Ti-64和Co-Cr絲線(xiàn)給料對(duì)微結(jié)構(gòu)的影響

直接金屬激光燒結(jié)的Ti-64和Co-Cr絲線(xiàn)給料對(duì)微結(jié)構(gòu)的影響

電子束熔化的Ti-64 B基設(shè)計(jì)許用值開(kāi)發(fā)

下一代材料

選區(qū)激光燒結(jié)的碳纖維增強(qiáng)靜電釋放聚醚酮酮可回收性指南

低成本循環(huán)利用的Al材料規(guī)范

鍛造工具耐磨涂層指南

生物相容/生物可吸收的黏合劑噴射Fe-Mn材料

材料可回收性指標(biāo)

工

藝

多材料輸送與沉積系統(tǒng)

3D梯度材料沉積控制

工藝溫度梯度控制

工藝溫度實(shí)時(shí)分析方法

下一代機(jī)床

模塊化激光近凈成形機(jī)床翻新系統(tǒng)

低成本循環(huán)利用的Al材料桌面打印機(jī)

微電感燒結(jié)試驗(yàn)臺(tái)

高產(chǎn)出的Ni和Ti激光熱絲線(xiàn)工藝

增材與減材混合系統(tǒng)

開(kāi)源可編程邏輯控制架構(gòu)

供

應(yīng)

鏈

先進(jìn)感知與探測(cè)手段

用于電子束熔化和激光近凈成形工藝的多傳感器熱成像系統(tǒng)

熱成像數(shù)據(jù)的3D可視化手段

激光粉末床熔融工藝缺陷的原位監(jiān)測(cè)傳感器試驗(yàn)臺(tái)

激光粉末床熔融熱塑性塑料的紅外成像

數(shù)字線(xiàn)集成

面向增材與二次加工集成的基于模型的企業(yè)（MBE）的手段

“設(shè)計(jì)VS制造”公差的實(shí)時(shí)比較

智能機(jī)床控制方法

工藝路線(xiàn)圖微結(jié)構(gòu)控制算法

變形補(bǔ)償控制算法

集成的增材與二次加工控制

激光粉末床熔融熱塑性塑料的熱成像控制

基于模型的閉環(huán)反饋控制算法

快速檢測(cè)技術(shù)

逐層的3D質(zhì)量認(rèn)證

超合金激光粉末床熔融的原位質(zhì)量保證手段

激光粉末床熔融的無(wú)損評(píng)估后檢測(cè)

Ti和Ni合金的X射線(xiàn)CT無(wú)損檢測(cè)程序

修理技術(shù)

H13模鑄工裝修理與翻新指南

激光粉末定向能零件修理方法

標(biāo)準(zhǔn)/圖表/協(xié)議

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的輪詢(xún)調(diào)度協(xié)議

激光粉末床熔融工藝控制的開(kāi)放協(xié)議

電子束定向能沉積的Ti-64超聲無(wú)損檢測(cè)協(xié)議

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡目錄與族譜

工業(yè)專(zhuān)用合格鑒定/認(rèn)證協(xié)議

第三方數(shù)據(jù)記錄模板

共享數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)模式

增

材

制

造

基

因

組

基準(zhǔn)驗(yàn)證用戶(hù)案例

電子束定向能沉積的Ti-64超聲無(wú)損檢測(cè)試樣

Ti和Ni合金的X射線(xiàn)CT無(wú)損檢測(cè)參考試樣

模型輔助的性能預(yù)測(cè)

集成計(jì)算材料工程和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)靜態(tài)模型鏈接

基于物理學(xué)的建模與仿真

電子束熔化的Al材工藝建模

激光粉末床熔融的Al材工藝建模

直接金屬激光燒結(jié)工藝數(shù)值仿真方法

激光近凈成形的Ti-64 ABAQUS有限元分析設(shè)置腳本

激光粉末床熔融的Ni，Co和Ti變形建模

項(xiàng)目名稱(chēng)

主要參與方

項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容

復(fù)雜復(fù)合材料工裝的熔融沉積成形

諾斯羅普·格魯門(mén)，密蘇里科技大學(xué)

利用ULTEM 9085材料等高溫聚合物，快速且經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)復(fù)合材料制造工裝。

高溫選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施成熟化

諾斯羅普·格魯門(mén)

為低成本高溫?zé)崴苄运芰祥_(kāi)發(fā)制造工藝，并且探索材料可回收性與再利用。

電子束熔化Ti-6Al-4V增材制造驗(yàn)證和設(shè)計(jì)許用值開(kāi)發(fā)

諾斯羅普·格魯門(mén)，GE

演示Ti-6Al-4V鈦合金組件的全尺寸電子束增材制造，開(kāi)發(fā)一整套材料設(shè)計(jì)許用值，在全尺寸電子束增材制造驗(yàn)證組件上驗(yàn)證無(wú)損檢測(cè)方法；評(píng)估向航空航天結(jié)構(gòu)以及推進(jìn)裝置組件生產(chǎn)轉(zhuǎn)移的成熟度。

增材制造的數(shù)字線(xiàn)實(shí)施

波音，雷神，航空噴氣公司

開(kāi)發(fā)集成的工藝和工具，通過(guò)減少材料沉積、組件精整工藝以及在工序間應(yīng)用自動(dòng)化，減少制造成本和周期；通過(guò)結(jié)合創(chuàng)新的原位工藝監(jiān)測(cè)能力，將加工數(shù)據(jù)與整條數(shù)字線(xiàn)連接，為增材制造工藝提供更優(yōu)質(zhì)信息，驗(yàn)證對(duì)加工成本、材料壽命周期成本、質(zhì)量控制成本、人工成本和能耗降低的影響；通過(guò)比較無(wú)損檢測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)和工藝信息，增材制造工藝中獲得的數(shù)據(jù)還將用于實(shí)施進(jìn)一步改進(jìn)。項(xiàng)目將得到直接影響和監(jiān)測(cè)關(guān)鍵指標(biāo)的成套信息以及支持增材制造工程與制造設(shè)計(jì)的信息，結(jié)合原位監(jiān)測(cè)能力以及數(shù)字線(xiàn)信息的連接與分析，將縮短產(chǎn)品上市時(shí)間并減少全壽命周期成本。

用于增材制造無(wú)縫化設(shè)計(jì)、分析、制造和重新設(shè)計(jì)的多學(xué)科設(shè)計(jì)分析

雷神，GE，ANSYS，Autodesk，Altair

面向增材制造設(shè)計(jì)、分析、制造和重新設(shè)計(jì)的無(wú)縫化工作流程，進(jìn)行多學(xué)科設(shè)計(jì)分析，以?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程，讓工程和技術(shù)人員更方便地開(kāi)發(fā)適合增材制造的、大規(guī)模定制化的工程解決方案。項(xiàng)目將開(kāi)發(fā)“面向可制造性的設(shè)計(jì)（DFM）”標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)則，實(shí)施增材制造CAD/CAM/CAE分析與設(shè)計(jì)優(yōu)化；開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)輔助手段的關(guān)鍵技術(shù)元素（CTE），為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在增材制造與傳統(tǒng)工藝間進(jìn)行權(quán)衡提供關(guān)鍵知識(shí)；建立基線(xiàn)方法論，在多種增材制造“材料-工藝族”候選方案間進(jìn)行權(quán)衡，實(shí)現(xiàn)更優(yōu)決策。

航空航天組件激光粉末床生產(chǎn)的過(guò)程中質(zhì)量保證（IPQA）

GE航空，霍尼韋爾航宇，航空噴氣·洛克達(dá)因

為航空航天增材制造組件的大批量生產(chǎn)開(kāi)發(fā)商業(yè)可用、獨(dú)立平臺(tái)的質(zhì)量保證技術(shù)，在開(kāi)發(fā)中利用多種增材制造機(jī)床和超合金，對(duì)這種IPQA技術(shù)方案進(jìn)行成熟化。

金屬粉末床增材制造的變形預(yù)測(cè)和補(bǔ)償方法開(kāi)發(fā)

GE全球研究中心，霍尼韋爾，聯(lián)合技術(shù)公司研究中心

面向金屬粉末床增材制造，為基于物理學(xué)的熱變形預(yù)測(cè)與應(yīng)對(duì)工具建立基準(zhǔn)并且進(jìn)行驗(yàn)證，以減少開(kāi)發(fā)時(shí)間。項(xiàng)目將建立一套標(biāo)準(zhǔn)的增材制造設(shè)計(jì)規(guī)則和變形應(yīng)對(duì)實(shí)踐，以及對(duì)整個(gè)增材制造供應(yīng)基礎(chǔ)的相關(guān)培訓(xùn)。

形成健全的、用于金屬粉末床熔融增材制造系統(tǒng)第三方生態(tài)系統(tǒng) 所需的柔性自適應(yīng)開(kāi)放式架構(gòu)

GE全球研究中心，GE航空

開(kāi)發(fā)并驗(yàn)證粉末床燒結(jié)增材制造（PBFAM）的開(kāi)放式架構(gòu)控制系統(tǒng)。機(jī)床供應(yīng)商的現(xiàn)有能力無(wú)法滿(mǎn)足工業(yè)界大批量生產(chǎn)的需求，很大程度上源自原始設(shè)備制造商采用的封閉式架構(gòu)。一個(gè)柔性、易適應(yīng)的PBFAM工藝的開(kāi)放式架構(gòu)將助力“功能應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)”，讓輔助工藝所用的第三方硬件更容易集成到PBFAM機(jī)床中，加速增材制造的進(jìn)步。項(xiàng)目將直接為GE全球研究中心的另一個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目提供支持。

粉末床增材制造研究的開(kāi)源工藝控制*

GE全球研究中心，GE航空，勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室

針對(duì)粉末床燒結(jié)激光增材制造（PBFAM），開(kāi)發(fā)并驗(yàn)證用于商業(yè)和客戶(hù)定制金屬增材機(jī)床的開(kāi)源協(xié)議和機(jī)床控制器。工作核心是依據(jù)開(kāi)源PBFAM社區(qū)的輸入開(kāi)發(fā)稱(chēng)為LAYER和SCAN的兩項(xiàng)新協(xié)議；采納LAYER和SCAN協(xié)議是一個(gè)快速獲取國(guó)際認(rèn)可的戰(zhàn)略決策，因?yàn)閮身?xiàng)協(xié)議都是簡(jiǎn)單而綜合、可升級(jí)、可擴(kuò)展的，且獨(dú)立于各型PBFAM機(jī)床。為加速開(kāi)發(fā)，團(tuán)隊(duì)將利用已有的開(kāi)源鋪層軟件以避免重復(fù)工作，一旦協(xié)議建立，將開(kāi)發(fā)三個(gè)開(kāi)源程序，基于STL文件驗(yàn)證零件制造。

項(xiàng)目名稱(chēng)

主要參與方

項(xiàng)目研究?jī)?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(jiǎn)潔工裝

密蘇里科技大學(xué)，諾斯羅普·格魯門(mén)

利用簡(jiǎn)潔工裝，減少?gòu)?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(kāi)發(fā)、評(píng)估和鑒定工裝與模具的修理和重置方法，延長(zhǎng)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(guò)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(xiàn)工藝的高產(chǎn)出功能材料沉積

西部保留地大學(xué)，RTI國(guó)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(xiàn)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(guò)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(guò)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(chǎng)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(kāi)源工藝控制*

賓夕法尼亞州立大學(xué)，諾斯羅普·格魯門(mén)，霍尼韋爾，3D系統(tǒng)公司

開(kāi)發(fā)并驗(yàn)證用于PBFAM的開(kāi)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(fǎng)問(wèn)開(kāi)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(kāi)發(fā)。

開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(guó)際金屬公司

開(kāi)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)洳季郑瑯O大提升設(shè)計(jì)空間，不過(guò)現(xiàn)有CAD/CAE軟件包無(wú)法充分施展這種設(shè)計(jì)自由度。項(xiàng)目將尋求開(kāi)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(lái)納州立大學(xué)，約翰·迪爾

開(kāi)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(mǎn)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(mén)，Stratasys

開(kāi)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(xiàn)和細(xì)距網(wǎng)絡(luò)，機(jī)器人組件放置。通過(guò)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(mén)，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(kāi)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(mén)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(xiàn)管理功能的直接絲線(xiàn)嵌入，直接箔片嵌入。通過(guò)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(kāi)發(fā)，材料開(kāi)發(fā)將關(guān)注鋁合金，最終目標(biāo)是從回收廢品中開(kāi)發(fā)出來(lái)。

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(kāi)發(fā)增材制造專(zhuān)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(kāi)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(kù)

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(kù)，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(wú)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程中只有5%-20%的粉末燒結(jié)成零件， 依靠材料和機(jī)床廠(chǎng)商可以實(shí)現(xiàn)粉末再利用，不過(guò)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(mén)子，Stratasys

開(kāi)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(lèi)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(lèi)別的嵌入，并提供近無(wú)縫化的軟件生態(tài)系統(tǒng)，通過(guò)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)。

項(xiàng)目名稱(chēng)

主要參與方

項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容

增材制造材料微結(jié)構(gòu)優(yōu)化以提升無(wú)損檢測(cè)能力

愛(ài)迪生焊接協(xié)會(huì)（EWI），洛克希德·馬丁，西亞基

高性能航空航天鈦合金組件在電子束定向能沉積及后續(xù)熱處理過(guò)程中形成復(fù)雜微結(jié)構(gòu)，通過(guò)修改沉積工藝參數(shù)和改進(jìn)超聲檢測(cè)技術(shù)，提升對(duì)組件的超聲檢測(cè)能力。

復(fù)雜金屬增材制造結(jié)構(gòu)的無(wú)損評(píng)估*

愛(ài)迪生焊接協(xié)會(huì)

針對(duì)鈦合金和鎳基合金增材制造以及直接金屬激光融化和電子束融化工藝制造，在組件檢測(cè)中應(yīng)用無(wú)損評(píng)估技術(shù)。依據(jù)工業(yè)界的輸入，形成由平面和立體缺陷以及內(nèi)部不一致組成的缺陷矩陣，向所選增材制造組件中施加；研究中將對(duì)以預(yù)定類(lèi)型、位置和尺寸制造平面和立體缺陷的兩項(xiàng)工藝進(jìn)行鑒定。在各種無(wú)損評(píng)估形式中，選取了X射線(xiàn)CT來(lái)實(shí)施，以檢驗(yàn)典型增材制造缺陷和條件下的樣本和組件；所選組件中的增材制造缺陷矩陣的設(shè)計(jì)和優(yōu)化將由X射線(xiàn)CT性能的計(jì)算機(jī)建模與仿真來(lái)輔助，X射線(xiàn)CT性能將指明可能的最佳與最差檢測(cè)場(chǎng)景。

用于工業(yè)級(jí)增材制造的并行固結(jié)方法優(yōu)化

斯通尼·克里克實(shí)驗(yàn)室，雷神

開(kāi)發(fā)增材制造新方法，即對(duì)一個(gè)零件上的許多點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行粉末固結(jié)。相關(guān)材料和工業(yè)數(shù)據(jù)將記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中，格式與機(jī)構(gòu)的國(guó)家級(jí)存儲(chǔ)框架一致。數(shù)據(jù)庫(kù)將通過(guò)在線(xiàn)培訓(xùn)、工人發(fā)展和公開(kāi)發(fā)布等補(bǔ)充手段，傳播項(xiàng)目成果等信息，支持其商業(yè)化應(yīng)用。

在美國(guó)鑄造行業(yè)加速應(yīng)用增材制造技術(shù)

楊斯頓商業(yè)孵化器，美國(guó)鑄造協(xié)會(huì)，ExOne

支持黏合劑噴射增材制造向小型鑄造企業(yè)的轉(zhuǎn)移，允許其使用黏合劑噴射設(shè)備，并開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)指南與工藝規(guī)范。

熔融沉積成形組件制造的成熟化

快速原型制造公司，戴頓大學(xué)

研究高溫聚合物ULTEM 9085的性能與應(yīng)用，關(guān)鍵成果包括設(shè)計(jì)指南，關(guān)鍵材料和工藝數(shù)據(jù)，機(jī)床、材料、零件和工藝認(rèn)證。

低成本“近凈成形引擎裝置”開(kāi)發(fā)

Optomec，洛克希德·馬丁，陸軍貝內(nèi)實(shí)驗(yàn)室

為金屬激光沉積開(kāi)發(fā)一款模塊化、經(jīng)濟(jì)的，可安裝在任何現(xiàn)代機(jī)床中的“近凈成形引擎裝置”。為此，要在模塊化設(shè)計(jì)中嵌入最新的控制、路徑生成和質(zhì)量監(jiān)測(cè)功能，作為機(jī)床系統(tǒng)的一部分，易于升級(jí)和維護(hù)。

Ti-6Al-4V和IN718合金的沉積參數(shù)知識(shí)庫(kù)開(kāi)發(fā)

Optomec

為金屬增材制造工藝參數(shù)確定提供高效和可重用的解決方案，使其實(shí)現(xiàn)無(wú)缺陷沉積。知識(shí)庫(kù)由工藝參數(shù)許用值組合的矩陣組成，盡可能減少工藝開(kāi)發(fā)中的試錯(cuò)過(guò)程。

熱塑性塑料粉末床燒結(jié)的閉環(huán)工藝控制*

3D系統(tǒng)公司，桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，洛克希德·馬丁

通過(guò)在軟硬件集成的閉環(huán)工程系統(tǒng)中加入預(yù)測(cè)性建模機(jī)制，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵工藝參數(shù)的原位控制，解決固有的加工難題，從而能夠在制造過(guò)程中廣泛采用熱塑性塑料粉末床燒結(jié)。項(xiàng)目將在桑迪亞的材料納米尺度仿真能力的基礎(chǔ)上制定基于模型的預(yù)測(cè)解決方案并與之集成，并利用洛·馬和桑迪亞的工藝傳感器選擇知識(shí)與增材制造系統(tǒng)集成經(jīng)驗(yàn)。