NASA 整合金屬 3D 打印技術(shù)，推進(jìn)其在航天領(lǐng)域中的應(yīng)用

導(dǎo)讀：增材制造憑借其強(qiáng)大的制造能力，在地球上獲得了非常廣泛的應(yīng)用，在太空領(lǐng)域同樣如此。一段時(shí)間以來(lái)，3D打印一直被認(rèn)為是太空探索相關(guān)應(yīng)用的領(lǐng)先技術(shù)之一，而這一點(diǎn)最近再次得到了證實(shí)。

2023年3月22日，南極熊獲悉，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）宣布，他們已經(jīng)在兩個(gè)新的空間技術(shù)研究所（STRI）中使用了3D打印技術(shù)來(lái)制造可快速認(rèn)證的金屬零件。

美國(guó)國(guó)家航空航天局對(duì)3D打印技術(shù)的使用當(dāng)然不陌生。該機(jī)構(gòu)一直是增材制造的資深用戶，在各種應(yīng)用中測(cè)試其能力，包括創(chuàng)建火箭部件、在國(guó)際空間站上3D打印食品，甚至探索在地外天體上建造的可能性。但這一宣布更清楚地表明，它致力于整合創(chuàng)新技術(shù)，如3D打印，作為推進(jìn)其長(zhǎng)期探索目標(biāo)的一種方式。每個(gè)研究所將由美國(guó)大學(xué)的團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)，負(fù)責(zé)對(duì)NASA的未來(lái)至關(guān)重要的多學(xué)科研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。為了這項(xiàng)工作，他們將在五年內(nèi)各自獲得高達(dá)1500萬(wàn)美元的資金。

△其中一個(gè)STRI將致力于深入了解和認(rèn)證用于太空飛行的金屬3D打印部件（圖片來(lái)源：NASA)

位于華盛頓的美國(guó)宇航局總部空間技術(shù)任務(wù)局的副局長(zhǎng)Jim Reuter進(jìn)一步解釋說(shuō)："我們很高興能利用這些多大學(xué)團(tuán)隊(duì)的專業(yè)知識(shí)，為我們的一些緊迫需求開(kāi)發(fā)新的技術(shù)。他們的工作將推動(dòng)以增材制造為代表的新一代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，并通過(guò)最先進(jìn)的建模技術(shù)擴(kuò)大3D打印金屬部件在太空領(lǐng)域中的應(yīng)用。"

基于模型的增材制造資格和認(rèn)證研究所(IMQCAM)

這個(gè)被稱為基于模型的增材制造資格和認(rèn)證研究所（IMQCAM）將由匹茲堡的卡內(nèi)基梅隆大學(xué)和巴爾的摩的約翰霍普金斯大學(xué)共同領(lǐng)導(dǎo)。顧名思義，其目的是改進(jìn)3D打印金屬零件的計(jì)算機(jī)模型，以擴(kuò)大在航天應(yīng)用中的實(shí)用性，改善零件的鑒定和認(rèn)證。這將通過(guò)使用數(shù)字孿生來(lái)幫助工程師了解零件的能力和限制，包括零件在斷裂前能承受多大的壓力。

這些對(duì)金屬3D打印部件特性的高精度預(yù)測(cè)，對(duì)于在部件制造之前就了解其特性至關(guān)重要，從而使其成為以后認(rèn)證的關(guān)鍵部分。此外，這些數(shù)字雙胞胎將由已經(jīng)普遍用于3D打印的航天材料制成，例如NASA開(kāi)發(fā)的銅鉻鈮合金GRCop-42。科學(xué)家們也將能夠使用這些模型來(lái)評(píng)估和模擬新的太空應(yīng)用材料。

△來(lái)自卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的Tony Rollett將擔(dān)任該項(xiàng)目的聯(lián)合主任之一（圖片來(lái)源：卡內(nèi)基梅隆大學(xué)）

該研究所的主要調(diào)查員、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)美國(guó)鋼鐵公司冶金工程和材料科學(xué)教授TonyRollett進(jìn)一步表示："這種類型的零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與其他方法生產(chǎn)的零件有很大的不同，該研究所將專注于創(chuàng)建美國(guó)宇航局和工業(yè)界的其他人在日常使用這些零件時(shí)所需要的模型。" 考慮到認(rèn)證和鑒定經(jīng)常被提到是在航空航天等安全關(guān)鍵部門(mén)使用增材制造終端零件的最大障礙之一，這可能對(duì)進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用有很大幫助。