美国陆军作战能力发展司令部(CCDC)陆军研究实验室(ARL)正在使用定制的钢合金粉末3D打印地面车辆的高强度备件,以实现“物流革命”
“添加剂制造将对持续性保障产生巨大影响,”ARL制造科学和技术部门的团队负责人布兰登·麦克威廉姆斯博士说。“我们已经为M1艾布拉姆斯(一种美国主战坦克)涡轮发动机打印了一些叶轮风扇,我们可以交付这个部件——他们可以使用它,它可以工作。”
通过激光粉末床熔合(LPBF)工艺,AF96合金最初由美国空军McWilliams博士和CCDC研究人员正在应用,以制造据说比市售同等产品强度高50%的车辆部件。
一种更坚固的军用级金属
美国空军最初开发AF96用于破坏掩体炸弹应用。它是一种易接触的金属,就其处理而言,并表现出很高的强度和硬度。
现在,AF96已经特别适用于陆军应用,用于陆军车辆部件的更换和未来系统的开发。“现在地面车辆的很多部件都是钢的,”麦克威廉姆斯博士解释说。“因此,(金属3D打印部件)可以作为替代品,而不必担心材料性能,因为你知道它会变得更好。”
作为概念证明,CCDC具有3D打印AF96叶轮风扇,用于冷却坦克发动机中的风扇电机M1艾布拉姆斯坦克的引擎,这些风扇可以让空气均匀流动,控制车辆的温度。有了远程3D打印AF96部件的能力,CCDC希望减少军队后勤链上的压力。
“麦克威廉姆斯博士补充道,“只要你有原材料和一台打印机,你就有可能做出任何你需要的东西。”
尽管如此,研究人员了解新材料的资格障碍。”的战场场景[这]可能足够好能再次得到你的坦克运行几个小时或几天如果重要的使命,但另一方面,我们还需要能够回答,这执行OEM一样好吗?这样做会更好吗?”
“这是我们与原始设备制造商和行业更紧密结合的地方,以了解他们正在做的事情,并看看我们如何做得更好,真正推动最先进的技术。”
推进合金
CCDC的研究人员,以及学术研究人员,正在为AF96和其他高性能材料的合金建模,以方便士兵使用。例如,2018年,ARL的材料科学家也开始了研究镍合金更强,更耐热的3D打印材料。
在此之前,ARL资助了两个金属3D打印项目德克萨斯大学埃尔帕索分校(UTEP)寻求发展一种方法基于粉末床熔化过程的监测和自动校正,通过氮化涂层提高金属零件的机械性能。
作为CCDC最新演示的结果,研究人员现在已经制定了一份路线图,重点支持他们的现代化优先事项,同时与地面作战车辆社区密切相关。
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特色图片显示3D打印钛部件为研究人员提供了高强度、耐热性能。照片来源:美国陆军/大卫·麦克纳利。