美國國家增材制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)(“American Makes”)宣布授出7個(gè)新項(xiàng)目。“American Makes”機(jī)構(gòu)及其管理方國家國防制造加工中心(NCDMM)將投入約550萬的聯(lián)邦資金，配以項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)投入的550萬美元，共計(jì)1100萬美元。加上這次，“American Makes”將很快擁有近1億美元的公私投入項(xiàng)目資金，提升美國增材制造的水平。
“American Makes”運(yùn)營主任表示：“我們很高興通過這些項(xiàng)目，在增加工業(yè)界的技術(shù)研發(fā)需求和發(fā)展勞動(dòng)力、教育和社會(huì)服務(wù)計(jì)劃方面取得了平衡，這對(duì)項(xiàng)目成果的成功轉(zhuǎn)化和商業(yè)化至關(guān)重要。機(jī)構(gòu)及其成員群體承諾確保美國制造業(yè)勞動(dòng)力在使用增材制造創(chuàng)新方面得到充分培訓(xùn)，以提升國家的經(jīng)濟(jì)競爭優(yōu)勢。”
項(xiàng)目不僅要專注于機(jī)構(gòu)技術(shù)路線圖中的5個(gè)方向——設(shè)計(jì)、材料、工藝、價(jià)值鏈和增材制造基因組，還要處理勞動(dòng)力、教育和社會(huì)服務(wù)(WEO)路線圖5個(gè)方向的需求——知識(shí)和知覺、實(shí)操學(xué)習(xí)、實(shí)習(xí)項(xiàng)目、人才管道以及工業(yè)基因組。7個(gè)項(xiàng)目是：
1，面向高性能航空器生產(chǎn)的復(fù)雜型芯結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和增材制造
牽頭方——卡內(nèi)基-梅隆大學(xué);成員——洛克希德-馬丁、聯(lián)合技術(shù)公司、極光飛行科學(xué)公司、自動(dòng)動(dòng)力公司、Stratasys、西門子。
該項(xiàng)目將面向航空工業(yè)中3D型芯結(jié)構(gòu)(如工裝)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和增材制造，開發(fā)一個(gè)計(jì)算系統(tǒng)以及教育材料。項(xiàng)目旨在克服當(dāng)前型芯結(jié)構(gòu)使用常規(guī)方法手動(dòng)設(shè)計(jì)和制造時(shí)存在的巨大挑戰(zhàn)，包括這些結(jié)構(gòu)的性能。項(xiàng)目將使用有限元手段、非線性高維優(yōu)化以及面向增材制造的設(shè)計(jì)(DFAM)開發(fā)先進(jìn)解決方案。在處理WEO要求上，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將以數(shù)字講座、軟件和教程的形式開發(fā)學(xué)習(xí)材料，并開展大規(guī)模“大競賽挑戰(zhàn)”活動(dòng)。
2，多功能大幅面增材制造(BAAM)：多用途嵌線的BAAM
牽頭方——得克塞斯大學(xué)埃爾帕索分校(UTEP);成員——辛辛那提、Autodesk。
該項(xiàng)目將探索將大規(guī)模增材制造能力與嵌線相結(jié)合，提升增材制造批量和生產(chǎn)速度，因?yàn)榍毒€能力可以將線束特征直接植入結(jié)構(gòu)組件中。面向大規(guī)模增材制造的線束3D嵌入將需要雙重方法，開發(fā)硬件和軟件解決方案。項(xiàng)目將并行開發(fā)軟件解決方案，軟件可將3D線束圖案轉(zhuǎn)換為五軸運(yùn)動(dòng)加工路徑，直接由BAAM+嵌線機(jī)床執(zhí)行，軟件還可向BAAM機(jī)床中集成嵌線技術(shù)。為滿足WEO要求，團(tuán)隊(duì)將指導(dǎo)一個(gè)畢業(yè)生認(rèn)證項(xiàng)目的開發(fā)，向美國工業(yè)界和政府組織提供遠(yuǎn)程工程師。
3，MULTI：源/給料/米級(jí)尺度的金屬增材制造機(jī)床
牽頭方——林肯電氣公司旗下狼機(jī)器人公司;成員——GKN航宇、聯(lián)合技術(shù)公司、卡特彼勒、EWI、ITAMCO、IPG光學(xué)公司、林肯電氣公司、橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室、田納西大學(xué)諾克斯維爾分校。
該項(xiàng)目將定位于增材制造工業(yè)用戶，利用可擴(kuò)展、多軸(九軸以上)機(jī)器人系統(tǒng)的低成本和高柔性。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將依賴現(xiàn)有的一個(gè)初代“CAD to路徑”增材制造機(jī)器人軟件工具，面向商業(yè)首次發(fā)布來試驗(yàn)和優(yōu)化“CAD到路徑”工具，執(zhí)行基礎(chǔ)工藝試驗(yàn)以將其納入一個(gè)多工藝、數(shù)米、多材料、可生產(chǎn)的機(jī)器人3D打印系統(tǒng)。項(xiàng)目結(jié)束后，作為關(guān)鍵的WEO部分，預(yù)期將開發(fā)一個(gè)商業(yè)可用的“CAD到路徑”軟件工具，實(shí)現(xiàn)主流市場內(nèi)中幅面增材制造(MAAM)和大幅面增材制造(BAAM)零件的生產(chǎn)。
4，仿生的多噴射材料
牽頭方——3D系統(tǒng)公司;成員——美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室(ARL)、沃爾特-里德國家軍事醫(yī)學(xué)中心(WRNMMC)。
該項(xiàng)目將嘗試面向多噴射打印(MJP)開發(fā)類生理學(xué)的可打印材料，解決當(dāng)前醫(yī)療領(lǐng)域缺乏適于仿生建模的可打印材料的問題。特別地，項(xiàng)目將形成標(biāo)準(zhǔn)化的原材料、基準(zhǔn)性能數(shù)據(jù)、微結(jié)構(gòu)控制、工藝窗口定義和加工規(guī)范。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的技術(shù)途徑將滿足特定的市場要求，遵循美國食品藥品管理局(FDA)和國家標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)對(duì)于醫(yī)療設(shè)備開發(fā)的指導(dǎo)方針。除了標(biāo)準(zhǔn)MJP材料和化學(xué)表征，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還將利用ARL的資源探尋與生理學(xué)屬性相關(guān)的力學(xué)性能。對(duì)于WEO部分，將開發(fā)錄制好的培訓(xùn)課程，為不同經(jīng)驗(yàn)水平的WRNMMC外科醫(yī)生定制，學(xué)習(xí)如何將醫(yī)學(xué)建模集成到他們的外科手術(shù)規(guī)劃過程中。
5，一個(gè)面向增材制造晶格結(jié)構(gòu)的非經(jīng)驗(yàn)性預(yù)測模型
牽頭方——鳳凰分析與設(shè)計(jì)技術(shù)公司;成員——霍尼韋爾國際、亞利桑那州立大學(xué)、LAI國際等。
該項(xiàng)目將專注晶格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造，這是當(dāng)前最有前途的增材制造領(lǐng)域。通過開發(fā)耐久、經(jīng)驗(yàn)證的材料模型，精確描述它們的行為，以用更少的材料評(píng)估這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的性能。項(xiàng)目將涉及三種增材制造工藝——熔融沉積成型、激光粉末床熔融以及電子束熔化，使用熱塑性復(fù)合材料和金屬材料。特別地，將開發(fā)和驗(yàn)證一個(gè)基于物理學(xué)的、外形獨(dú)立的模型，預(yù)測3D打印晶格結(jié)構(gòu)的硬度和失效，用于設(shè)計(jì)優(yōu)化和仿真。為滿足WEO要求，將針對(duì)用增材制造實(shí)施晶格結(jié)構(gòu)，開發(fā)一個(gè)在線“直播”教科書和一個(gè)定制化的課程。
6，面向金屬鑄造(AM4MC)的增材制造
牽頭方——揚(yáng)斯敦商業(yè)孵化器;成員——美國鑄造協(xié)會(huì)、福特汽車、賓夕法尼亞州立大學(xué)(ARL)、揚(yáng)斯敦州立大學(xué)等。
該項(xiàng)目將通過開發(fā)下一代沙料打印機(jī)，實(shí)現(xiàn)打印型芯和模具的線速度生產(chǎn)，讓美國中小企業(yè)經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)并將其集成到全部生產(chǎn)線上，使美國工業(yè)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)型。為通過增材制造技術(shù)的大規(guī)模轉(zhuǎn)型金屬鑄造，組件設(shè)計(jì)需要擺脫常規(guī)制造的束縛，并且經(jīng)濟(jì)地通過這些下一代打印機(jī)生產(chǎn)。該項(xiàng)目將專注開發(fā)下一代生產(chǎn)型沙料打印機(jī)和基于知識(shí)的設(shè)計(jì)工具，以克服生產(chǎn)的障礙。團(tuán)隊(duì)將利用美國鑄造協(xié)會(huì)的州立、地方和國家論壇來召開研討會(huì)，提供導(dǎo)師帶領(lǐng)的課程，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)模塊，參加聚焦商業(yè)的展覽，以滿足WEO要求。
7，電子器件和結(jié)構(gòu)的多材料3D打印
牽頭方——雷神;成員——GE公司、羅杰斯公司、UML研究所(RURI)、南佛羅里達(dá)大學(xué)等。
該項(xiàng)目將尋求將增材制造從2D約束的設(shè)計(jì)提升為保形和嵌入的解決方案，實(shí)現(xiàn)集成3D電子器件和非平面結(jié)構(gòu)的多材料打印。航空航天、防務(wù)工業(yè)、生物醫(yī)療和商業(yè)上有許多應(yīng)用可以受益于新穎、高密度和經(jīng)濟(jì)可承受的3D電子封裝。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將通過一個(gè)集成系統(tǒng)方法在打印電子器件上發(fā)力，通過跨供應(yīng)鏈(墨水、材料、打印機(jī)、設(shè)計(jì)和控制軟件)建立一個(gè)最佳實(shí)踐基線，提升多材料和嵌入式電子器件3D打印。為滿足WEO要求，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將開發(fā)在線認(rèn)證課程，導(dǎo)師帶領(lǐng)的實(shí)驗(yàn)室，本科生、畢業(yè)生和研究生研發(fā)導(dǎo)師，以及定制和預(yù)錄的培訓(xùn)項(xiàng)目。
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