中央佛罗里达大学和美国陆军合作推进镁3D打印

美国陆军研究实验室（ARL）与来自中佛罗里达大学（UCF）的研究人员合作，为士兵提供了3D打印重量较轻的武器组件。具体来说，联合团队优化了称为WE43的高强度镁合金3D打印的工艺参数。轻质合金用于通过激光粉末床熔合制造24个微晶格结构，这使科学家能够表征其抗压强度和破坏模式。希望WE43最终将继续用于未来的陆军应用。

“我们使用了一种称为WE43的镁合金，只有少数研究人员成功地对其进行了3D打印，” ARL 3D打印金属首席研究员Brandon McWilliams博士说。 “在这项工作中，我们优化了工艺，以实现比以前报道的更高的密度，并将其用于生产和表征由WE43组成的晶格结构。”

由UCF和ARL研究人员3D打印的镁晶格结构。通过UCF拍摄。
镁WE43用于轻武器系统
镁Elektron WE43被描述为一种高强度铸造合金。该材料可在高达300°C的温度下使用，并具有250MPa的拉伸强度。通过提供优异的机械性能和耐腐蚀性能，WE43以前已在直升机变速箱组件，航空发动机，高性能汽车甚至导弹中得到使用。结合金属3D打印，这种材料有可能在需要时交付关键任务组件，从而消除了陆军对时间效率低下的常规供应链的依赖。此外，McWilliams认为，朝着轻质合金3D打印迈进将是美国陆军现代化战略的关键方面，这使得未来野战士兵的操作更加容易。
McWilliams补充说：“当前的系统太重，这增加了士兵的负担，降低了燃油效率，并降低了任务效率。作为陆军研究人员，我的目标是进行研究，这是从基础研究和应用研究阶段成功过渡到实际应用的最大机会，从而可以实现过度的转换。”

ARL 3D打印金属首席研究员Brandon McWilliams博士。图片来自ARL。
通过协作推进国防3D打印
自启动“开放校园计划”以来，ARL便成为了与行业和学术界在研究项目上合作的重点。除增材制造外，开放校园还旨在利用区域专业知识来加速众多STEM领域的创新。对于UCF项目，ARL研究人员现在将致力于评估其3D打印的WE43镁零件的应变率和弹道特性。该团队还将寻找新的示范应用，例如超轻型无人机和地面机器人零件。UCF首席研究员Yongho Sohn教授说：“这是一次令人兴奋而又令人振奋的合作，产生了基于对材料和增材制造的基本了解而产生的技术成就。 McWilliams博士及其团队确定的具有明确科学目标的技术远见是我们做出贡献的关键。”

  陆军使用了像MQ-1C灰鹰无人机系统这样的无人机。图片来自美国陆军。
         与其他武装部队一样，美国陆军对金属3D打印并不陌生。本月初，美国应用科学技术研究组织（ASTRO America）被选中来协调美国陆军的一项新计划，该计划的重点是开发用于生产地面车辆的超大型金属3D打印机。与UCF的工作类似，该系统将用于对坦克和悍马车进行3D打印，轻巧的装甲车车身（底盘）的3D打印。

        在宾夕法尼亚州立大学工程学院的其他地方，研究人员最近被美国陆军授予了43.4万美元，用于开发一种优化的3D打印高强度合金的方法。该项目将使团队利用计算机模型开发基于激光的DED工艺，该工艺能够印刷出具有增强材料性能的坚固钢材。

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