国防

克莱姆森大学,3D系统和ARL利用AI用于3D打印研究

克莱姆森大学美国陆军研究实验室的美国作战能力发展司令部(简称DEVCOM陆军研究实验室,创建新技术,将加快美国军用地面车辆,空中平台和弹药的新型3D印刷部件的开发。

在整个项目中,克莱姆森大学将利用直接金属打印、先进塑料和3D打印机制造商的复合材料技术3D系统。

该项目将包括创建一个人工智能(AI)驱动的“数字生命周期平台”,使陆军工程师能够设计和测试新组件,而无需实体建造它们,并为新的潜在3D打印原料材料形成一个原材料数据库。

“本协议是克莱姆森越来越强调与行业和政府合作的另一个例子,以利用大学的研究专业知识,使我们的国家和国家受益,”克莱姆森总统吉姆克莱德说。

“我为我们的教员所做的工作感到非常自豪,这将使这种前沿技术在我们军队的下一代车辆和其他重要装备的创造中发挥重要作用。”

克莱姆森大学项目负责人Srikanth Pilla, Fadi Abdeljawad和Gang Li(左至右)以及Shunyu Liu和Rahul Rai(图中未见)将在格林维尔克莱姆森复合材料中心推动研究。照片来自克莱姆森大学。
克莱姆森大学项目负责人Srikanth Pilla, Fadi Abdeljawad和Gang Li(左至右)以及Shunyu Liu和Rahul Rai(图中未见)将在格林维尔克莱姆森复合材料中心推动研究。照片来自克莱姆森大学。

创建数字生命周期平台

该项目的主要目标之一是创建一个数字生命周期平台,该平台使用AI以帮助生产工程师的设计,分析和构建组件,以更低的成本更快。

一旦生产,该平台将使用户能够开发各种具有复杂几何形状和嵌入式多功能的大型组件。这些组件可以包括具有电力传输,能量存储,传感和自我监控功能的车辆部件,并且该平台将有助于优化整体尺寸,重量,功率和成本(SWAP-C)效率。

该平台的最终目标是使工程师能够在没有物理构建它们的情况下设计和测试新组件。

dmp500工厂3D打印系统。照片通过3D系统。
dmp500工厂3D打印系统。照片通过3D系统。

该项目的第一阶段将获得630万美元的资金,以支持克莱姆森复合材料中心的持续研究,位于格林维尔技术学院的制造创新中心。在这里,克莱姆森研究人员将利用技术和能力“世界上最大的金属3D打印机”3D系统正在为Devcom ARL创建。

印刷系统配备9台激光器尺寸为1m x 1米x 600mm的大幅面构建室将用于解决武装部队的弹药,地面车辆,直升机和导弹防御需求。

3D系统最近被DEVCOM ARL选择参加一个独立的研究项目,旨在开发3D打印拓扑优化热交换器美国陆军使用DMP工厂500 3D打印机。

3D Systems高级研发总监Jose Doval表示:“3D Systems建立在创新精神的基础上,我们客户的独特应用推动了我们创造新技术的努力。”“通过与美国陆军研究实验室的合作,我们在开发世界上最大、最快的金属粉末3D打印机方面取得了巨大进展。与克莱姆森大学扩展这项工作使我们能够进一步推动这项技术的极限。

“这包括研究原位探测的新方法,以及从每一层收集的数据中实时可视化建筑的方法。”

开发原材料数据库

克莱姆森研究人员还将寻求建立由金属,塑料和复合材料组成的原材料数据库,以帮助研究3D印刷原料的性质。

研究人员将打印原料样品,并进行一系列测试,以测量其化学、机械和热物理性能,以创建潜在的新原料材料的数字模型。在未来,子组件将采用3D打印,考虑到全尺寸组件的复杂几何形状和数据库材料的观察属性。

“数据库的开发以及通过实验表征和测试的数字生命周期的验证,使用了克莱姆森复合材料中心的最先进的基础设施,包括3D打印机,热物理测试设备,光学计量,准静态和动态落塔测试基础设施、加速老化设备、高速摄像机和光谱设备,”工程、计算和应用科学学院教授、克莱姆森复合材料中心创始主任Srikanth Pilla说。

3D打印在美国军队。图片通过Deloitte大学出版社。
3D打印在美国军队。图片通过Deloitte大学出版社。

合作的mX倡议

克莱姆森大学还与研究实验室在另一个名为MX倡议,汇集了一个多学科教师团队,开展基本和应用的研究,以支持美国陆军的现代化和未来能力。

根据Devcom ARL的说法,与克莱姆森的合作将帮助它找到新的方法来推进添加剂制造业的科学,同时有助于在部门内创建新的人才管道。协作还有助于进一步扩展3D系统金属3D打印技术的应用。

州长亨利·麦克马斯特(Henry McMaster)说:“过去几年,南卡罗来纳州的投资和增长创下了纪录,其中很大一部分归功于我们的高校愿意与新的和现有的企业合作。”

“克莱姆森和3D系统之间的这个项目突出了我们的高等教育系统的成功和持续的承诺,不仅提供高技能的劳动力,而且与我们的商界建立重要的伙伴关系,最终导致一个更强大的南卡罗来纳州。”

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特色的图像显示克莱姆森大学项目负责人Srikanth Pilla, Fadi Abdeljawad和Gang Li(左至右)以及Shunyu Liu和Rahul Rai(图中未见)将在格林维尔克莱姆森复合材料中心推动研究。照片来自克莱姆森大学。