近日,美国国家科学基金会(NSF)宣布,已向南方大学(SUBR)授予117万美元(约合833万人民币)的重大研究仪器(MRI)资助,以支持其先进的3D打印项目。国会议员Troy A. Carter宣布了这笔拨款,并强调了这项拨款对于推动未来的研究和创新的重要性。
△美国南方大学获得117万美元用于科学研究
此次资助将用于购买一台多材料激光粉末床熔合(MM L-PBF)机器。这一尖端设备能够以高制造分辨率同时打印多达三种不同材料,突破了传统单一材料系统的限制,推动增材制造领域的发展。该机器将用于制造具有独特成分分布、微观结构特征和性能的组件,为解决金属界面处的脆性金属间化合物、不同金属的有效连接等技术难题提供支持。
NSF表示:“MM L-PBF系统将推动多种材料相互作用和连接的开创性和基础性研究,从而产生具有独特成分分布、微观结构特征和特性的组件。”
△金属粉末床激光熔化3D打印机示意
117万美元用于3D打印科学研究
南方大学作为卡内基R2机构和美国历史上最大的黑人学院和大学(HBCU)之一,此次获资助的项目不仅将增强它在科学和工程领域的研究能力,还将推动STEM教育和劳动力发展,尤其是在代表性不足的群体中。通过提供先进制造技术的实践经验,该项目旨在促进美国在多材料先进制造领域的领导地位,并激励未来几代工程师和科学家,尤其是来自代表性较少群体的年轻人。
此次购置的MM L-PBF设备配备了选择性粉末沉积重涂器,能够在一次构建中同时沉积三种材料。这一功能使制造具有不同材料特性、梯度成分、渐变界面和复杂内部结构的部件成为可能,这些部件由不同的金属组成,而传统方法无法实现。
该系统包括一个1200 W的可调光束大小和形状的光纤激光器、一个加热构建平台,以及先进的过程监控单元,如轴上监视器和双高温计。这些功能支持对3D打印过程进行详细分析和优化,有助于建立稳健的工艺、结构、特性和性能之间的关系。
使用该设备进行的研究旨在解决金属界面处的脆性金属间化合物、不同金属之间的有效连接问题,并通过计算建模和机器学习优化工艺参数。MM L-PBF系统的功能将推动对多材料相互作用、热动力学及打印部件微观结构特征的深入研究,为国内外科技进步做出贡献。
南方大学还计划通过该项目提升对多材料增材制造的理解,并推动航空航天、生物医学工程和电子等领域的发展。
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