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如此强大:带你领略美国3D打印的真正实力!

2016-01-02 08:46
科技潮人
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  3D打印技术已经引起全社会的广泛关注,在深入推进3D打印产业化的过程中,我们发现国内的研发实力还比较薄弱,与美国和欧洲的差距还非常大,需要我们引起高度重视。主要原因在于:一方面国家投入研发的经费较少,二是高层次的研发人才短缺,三是政府和社会对3D打印的研发重视不够。现将美国3D打印科研的情况介绍给大家,供各位会员企业参考:

  美国:3D打印技术研发力量雄厚

  美国大学研究室主要是以基础研究为主,这些高校研究的资金主要来自NASA、能源部等大财主。金属材料3D打印大热,“2020年之前通用航空公司将制造出10万个增材零件”在金属材料研究方面,美国的优势并不像高分子材料、纳米材料等其他新材料的那样明显,其最发达的是金属材料在军事和航空航天领域的应用。

  众所周知,美国的军事、航空航天实力全球第一,这也得益于美国在这两个领域全球领先的金属材料研发能力。近年来,增材制造(即3D打印)迅速升温,美国也于2012年10月在俄亥俄州扬斯顿成立了首个世界前沿的国家增材制造创新研究所(NAMII),以巩固其在增材制造领域的优势。

  在国家研究室方面,除了橡树岭国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室、阿贡国家实验室、埃姆斯国家实验室、国家航空航天局(NASA)等享誉全球的国家实验室,还工技术国家中心等专门从事金属材料研究室以及新近成立的国家增材制造创新研究所。

  美国的大学研究室主要是以基础研究为主。除了知名的MIT、西北大学等老牌材料工程名校,还有侧重金属材料研究的康涅狄格大学等,这些高校研究的资金主要来自NASA、能源部等大财主。金属材料研究大名鼎鼎的公司,则主要是波音、通用等。

  MIT发现金属材料自我修复

  大学方面,麻省理工学院、西北大学、加州大学圣芭芭拉分校、伊利诺伊大学香槟分校、斯坦福大学、康奈尔大学、哈佛大学、宾夕法尼亚大学等都是传统的材料科学工程研究顶尖院校,这些大学在细分的金属材料方面也有着较深的研究底蕴。

  在全美高校之中,麻省理工学院材料工程专业全美排名第一。除了前期介绍过的纳米技术实验室、先进材料实验室,麻省理工学院材料科学与工程系还拥有一个快速成型实验室(RFL),主要进行金属材料等的快速成型试验。该实验室始建于2007年,初始启动资金来自于LordFoundation。目前,该实验室RFL拥有数控铣床和车床,两个3D打印机,激光切割机,和一个CAD/CAM工作站。

  自然界中的生物体在遭受损伤时具有自我康复的功能,但你一定没听过金属材料也能自我修复。

  日前,来自麻省理工学院的材料工程系的迈克尔·戴姆克维兹教授和研究生徐国强在一项金属特性实验中意外发现受损的金属也具有自我修复的功能,并通过计算机模型重现了这一修复机制。发现这个机制后,MIT的研究人员计划进一步研究如何设计出相应的金属合金,以便在特殊应用条件下产生自我修复的功能。“我们为之打开了通途,如何设计出可以自我复原的金属材料不会太久。”上述研究人员称。

  西北大学,材料科学与工程排名全美第二,其材料系与阿贡国家实验室广泛合作,尤其是光电子材料和纳米材料方面。西北大学的金属材料包括:形状记忆合金(生物医学植入物)、轻型车辆和高温引擎的多元合金、金属间化合物合金的储氢、电子显微技术的高级特征、合金中纳米析出相的原子探针研究等。

  加州大学圣芭芭拉分校材料科学方面的研究位列美国前三。该学校除了拥有数个全球顶尖的纳米材料实验室,还拥有众多与金属材料研究相关的实验室,包括材料研究实验室(MRL)、多功能材料和结构中心(Cemmas)、节能材料中心(CEEM)、复合材料研究所(LosAlamos)、先进材料中心(MC-CAM)、国际材料研究中心(ICMR)等。

  其中,材料研究实验室是世界公认的五大材料研究中心之一,研究范围宽广,在全球范围内影响力巨大。复合材料研究所(LosAlamos)则是加州大学圣芭芭拉分校与洛斯阿拉莫斯国家实验室合作成立研究项目,主要从事金属复合材料和工程材料方面的研究。此外,先进材料中心(MC-CAM)则是与日本三菱化学公司(MitsubishiChemical)合作成立的研究机构。

  宾夕法尼亚大学,主要研究如何研发新型高强度、高韧性合金材料,致力于金属间化合物的基础系统研究,比如钛铝合金和银钼合金等。

  此外,康涅狄格大学、密歇根理工大学、田纳西大学、奥本大学、新墨西哥矿业技术学院、密苏里大学-罗拉分校、普渡大学、凯斯西储大学、密歇根州立大学伍斯特理工学院等院校的材料科学与工程专业名气虽不如MIT等名校,但这些学校的材料工程偏重金属材料的研究,各有千秋。

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