美國防部向弗吉尼亞理工大學撥款80萬美元，用于購買AFSD技術3D打印設備

2023年1月16日，南極熊獲悉，美國弗吉尼亞理工大學宣稱，它獲得了來自國防部2023年國防大學研究儀器計劃(DURIP)的撥款，用于購買比SLM快十倍的攪拌摩擦沉積3D打印技術(AFSD)機器，以促進該校在先進制造和新材料開發(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，用于打印飛機高強度鋁結構件樣品

為此美國國防部(DoD)將向著提供弗吉尼亞理工大學高達80萬美元（約536萬人民幣）的資金，該機器將安置在材料科學與工程系，并可供來自世界各地感興趣的研究人員使用和學習。

弗吉尼亞理工大學材料科學與工程系主任Suneel Kodambaka說：“我們感謝國防部頒發(fā)的這筆撥款，這將使弗吉尼亞理工大學走在先進制造科學和技術的前沿。這個新系統(tǒng)將顯著提高我們進行前所未有的研究，同時滿足感興趣的工業(yè)合作伙伴需求的能力。該筆撥款，同樣的證明了我們在這些學術領域的研究，不僅會讓我們的學生為未來的職業(yè)做好準備，而且有助于刺激美國在太空旅行、國防、醫(yī)療保健和工業(yè)領域的創(chuàng)新�！�

弗吉尼亞理工大學是美國77所大學之一，共計獲得過5900萬美元用于購買通過聯(lián)邦政府資助的關鍵研究設備。

△前沿作戰(zhàn)基地的MELD增材制造維修概念圖

該研究將為彈性國防生態(tài)系統(tǒng)鋪路
負責研究和工程的國防部副部長辦公室基礎研究辦公室主任Bindu Nair說“DURIP計劃為我們提供了必要的研究基礎設施建設費用，以實現(xiàn)對新知識的追求。它們有助于保持我們高等教育機構的尖端能力。同時撥款將用于保持我們大學的科學領先能力，并培訓下一代STEM勞動力，最終促進科學進步，從而建立一個有彈性的國防生態(tài)系統(tǒng)。”

競爭激烈的DURIP撥款由美國空軍科學研究辦公室、陸軍研究辦公室和海軍研究辦公室通過擇優(yōu)競爭聯(lián)合管理。它為大學從事與國防相關的基礎科學和工程研究相關人員而設立。

△航宇的弗吉尼亞理工大學實驗室主要關注AFSD技術

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

△3D打印攪拌摩擦沉積技術

什么是攪拌摩擦沉積技術？
該技術與其他金屬3D打印技術不同的是，該技術是一個固態(tài)過程，在低于熔化溫度的情況下進行，往往不會熔化打印材料。

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打印應用主要是在國防領域，包括零件涂層、部件維修、金屬連接和定制金屬基復合材料坯料。

△獲得專利的MELD固態(tài)工藝

由于其固態(tài)性質，與傳統(tǒng)的激光3D打印相比，增材制造攪拌摩擦沉積技術具有較低的殘余應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有關的問題的材料兼容。

余航的弗吉尼亞理工大學實驗室主要關注AFSD，由于其可擴展性和產品的實力，該技術最近引起了航空航天和國防部門的極大關注。這種3D打印工藝可以使用高強度鋁和鈦等金屬組裝部件，而無需熔化它們。通過構建材料層，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度和更少的缺陷。