美國海陸兩軍合作開辟3D打印應用新領域

 為了更好的監(jiān)測軍事裝備的結構健康，最近，位于美國陸軍皮卡汀尼兵工廠的武器研發(fā)與工程中心（ARDEC）的工程人員與美海軍空中作戰(zhàn)中心航空分部（NAWCAD）的工程人員已合作將內部傳感器嵌入到3D打印的金屬零件中。

 NAWCAD相關負責人稱，當前，海軍僅限于使用外部傳感器來對軍事裝備進行結構健康監(jiān)測。然而，由于外部傳感器是在零部件外面工作，它們不一定能準確反應零部件內部損傷。此外，外部傳感器不一定能對在嚴苛環(huán)境下運行的、具有復雜形狀的零部件進行健康監(jiān)測，諸如飛機發(fā)動機。

 由于美國陸軍ARDEC在金屬增材制造和傳感器嵌入方面的專長，NAWCAD與ARDEC的材料、制造和原型技術分部接洽，以幫助他們制造試樣。ARDEC的工程師將力傳感器嵌入到3D打印的金屬零件中，這在之前從未這樣做過。通過將傳感器嵌入金屬零件中，研究人員嘗試獲得更精確的數(shù)據(jù)以及減少噪音。內部傳感器能夠測量零件特定部分的壓力，并告知零件是否撓曲。如果成功，傳感器可能被嵌入到飛機或其他技術中，無論運行環(huán)境或制造的零件有多么復雜。有可能將傳感器放入到飛機的翼梁中，翼梁就在發(fā)動機熱噴氣的后面，以便能夠準確判斷作用在板上的壓力或從發(fā)動機上獲得的負載或推力。

 對于海軍而言，項目最具挑戰(zhàn)性的是尋找一種既能經受增材制造工藝，同時又能在嵌入到3D打印的零件時探測應變的傳感器。這是一種嘗試，以獲悉什么會對3D打印零件的結構產生影響，以及如何弱化這種影響。這在很大程度上取決于3D打印的材料行為以及傳感器在經受3D打印過程后能否繼續(xù)使用。