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克莱姆森和美国陆军研究实验室将通过数字生命周期平台进行3D打印弹药和零件

南卡罗来纳州的克莱姆森大学将获得美国陆军研究实验室(ARL)的资助,以加快美国军方对3D打印零件的采用。两者将共同创建一个数字生命周期平台,以缩短工程师设计和模拟3D打印零件所需的时间。

“研究人员说,作为该项目的一部分,他们将创建一个增强了人工智能的'数字生命周期平台'。该平台背后的想法是帮助生产工程师更快速,更便宜地设计,分析和制造具有嵌入式多功能功能的各种大型和复杂几何部件,例如具有动力传输,储能,传感和控制功能的地面和飞机结构。自监视功能,以实现整体尺寸,重量,功率和成本(SWaP-C)效率。”

按照美国国防部的说法,SWaP-C是旨在减少零件或组件,组件,设备或车辆的重量或尺寸并减少功率消耗的任何数量的重新设计项目的统称。从本质上讲,这意味着陆军希望使用半自动3D打印软件来迭代地改进功能,并重新设计使用中的零件和备件。此功能的一个方面是执行测试和有限元分析或类似的模拟。

明确地说,这是为了加快“售后”零件或改进和更换设备以适应新的战场而做出的发展。一个典型的例子是将悍马装甲以应对简易爆炸装置的新威胁和改进的威胁。他们正试图规范,跟踪和加速即兴使用的技术,许多士兵已经通过Duck磁带和独创性部署了这些技术,并通过3D打印使其可用。临时的陆军实验室已经在几个剧院进行了项目,以评估使用3D打印进行维护和修理以及升级套件的功效。

如果您拥有世界上最好的水箱,但由于有细砂进入发动机而无法运转,则该水箱将保持静止。例如,在海湾战争中,阿帕奇发动机无法像预期的那样广泛使用,因为极小的尘埃颗粒污染了发动机和动力单元。迫切需要反坦克和近距离空中支援的世界首屈一指的攻击直升机被停飞,一架坠毁至少一次,原因是缺少额外的过滤器。在战争中,总会有无法预料的情况和条件以意想不到的方式阻碍您的进步。您的敌人还将发展他们的战术,也许还会发展他们的装备。面对这种情况,即兴创作与正规军一样古老。

通过3D打印,可以加快此类工作的速度,但是美国陆军当然希望对事物进行标准化,降低风险,并传播最佳实践。因此,陆军的目标是通过平台加速这些无数即兴创作的形式化,跟踪和编纂。

陆军也对这个平台很认真,现在花费630万美元,并预算1100万美元,这笔钱将用于克莱姆森复合材料中心,格林维尔技术学院的制造创新中心。部分资金将捐给3D Systems,后者与ARL合作生产9激光1m x 1m x 600mm金属3D打印机。这包括将要完成的软件资料表征和开发。

工程,计算和应用科学学院的Robert Patrick Jenkins特聘教授Srikanth Pilla指出:

“作为新项目的一部分,我们将开发包括金属,塑料和复合材料在内的原材料数据库,然后将其用于培训人工智能并创建潜在的新型原料的数字模型。”

在3D打印机上对零件和合金进行合格鉴定是一个主要瓶颈,将设置与所需零件结果进行匹配也是如此。那里的任何发展都将加速新材料的采用和有用零件的创建。将其与优惠券测试程序结合起来将非常值得,并将提供该数据库所需的数据。

皮拉继续说:

“使用克莱姆森复合材料中心提供的最先进的基础架构,包括3D打印机,热物理测试设备,光学计量学,准虚拟技术,可以通过实验表征和测试对数据库生命周期进行开发以及验证,从而实现了数据库开发以及数字生命周期的验证。静态和动态落塔测试基础设施,加速老化的设备,高速相机和光谱仪设备,”

南卡罗来纳州州长亨利·麦克马斯特(Henry McMaster)认为:

“克莱姆森和3D Systems之间的这个项目凸显了我们的高等教育系统的成功和持续的承诺,即不仅提供高技能的劳动力,而且与我们的企业界建立重要的合作伙伴关系,最终使南卡罗来纳州变得更加强大。”

DEVCOM ARL的武器和材料研究理事会副主任Stephanie Koch贡献了:

“这项合作将提高实验室寻找先进方法的能力,以推动先进制造科学的发展,并创造新的人才流水线,这一切都将以我们为使科学过度转型而使科学运作为使命。”

将科学运用于变革性的过度竞争,这将是美军真正的力量倍增器。总的来说,我非常担心我们的技术在军事装备和战争中都非常有用。3D打印是一种多功能技术,可将需求,想法或需求转变为事物解决方案。在某些情况下,这种东西形的解决方案可能是手榴弹。当我们考虑技术对世界的影响时,这是我们必须应对并接受的东西。我希望我们的影响只是改进后的,更好地适应目标的事物之一,但我认为我们必须面对这样的认识,即在许多情况下,我们的影响将是字面上的影响。