從(cong) 髖關(guan) 節、膝關(guan) 節到複雜的發動機燃油噴嘴，金屬增材製造——涉及到激光器和金屬粉末的一種3D打印方式——能夠製造出傳(chuan) 統工藝無論是時間、成本、還是幾何複雜性上都不能匹敵的零部件。

日前，來自密蘇裏科技大學（Missouri University of Science and Technology）的一群研究人員正在與(yu) 霍尼韋爾聯邦製造&技術（Honeywell Federal Manufacturing & Technologies）公司合作對基於(yu) 金屬粉末床的選擇性激光熔融（SLM）技術進行材料分析。密蘇裏科技大學智能係統中心主任Ming Leu教授領導了這個(ge) 項目，參與(yu) 該項目的還包括該項目的其它7位教授。

所謂的選擇性激光熔融技術，是指用聚焦的激光束，根據CAD模型指定的軌跡逐層快速融化粉末床上的金屬顆粒，並使其凝固成所需的形狀，這種技術可以製造出內(nei) 部極其複雜的部件。

“該技術的一個(ge) 主要優(you) 點是它能夠最大限度地縮短產(chan) 品製造時間。”Leu教授說：“相對於(yu) 傳(chuan) 統方法，它有很大的優(you) 勢。使用金屬增材製造，您可以製造出那些具有非常複雜幾何特征和內(nei) 部結構的零部件。這種零部件使用傳(chuan) 統方法是無法完成的。”

使用霍尼韋爾為(wei) 此合作項目購買(mai) 並安裝在Toomey Hall的設備，Leu和他的同事們(men) 有四個(ge) 研究目標：預測3D打印金屬部件的屬性、控製微觀結構以實現所需的屬性、使粉末的重複使用達到最大化、增加產(chan) 品可持續性。

據了解，這個(ge) 為(wei) 期五年的項目總共獲得了650萬(wan) 美元的資金支持，其中500萬(wan) 美元為(wei) 人員開支和其他費用，還有150萬(wan) 美元為(wei) 霍尼韋爾公司購買(mai) 、租借和放置在密蘇裏科技的設備。該項目包括五項任務︰粉末特征描述、材料屬性描述方法、材料性質、溫度對材料屬性的影響、微觀結構和機械性能的控製、以及與(yu) 增材製造有關(guan) 的化學。不鏽鋼304 L將是他們(men) 一開始使用的生成材料。

 “我們(men) 將觀察工藝參數如何對製造部件的機械性能產(chan) 生影響，以及如何控製這些參數達到所需的屬性。”Leu說：“激光功率、光束直徑、橫向移動速度、行間距和層厚度都可以可以影響零部件製造。”此外，化學成分和環境溫度也可以影響零部件屬性，他說。

此外，研究團隊也將研究如何重複使用剩下的粉末以降低原料成本。Leu說，這中間的一個(ge) 關(guan) 鍵的問題是，零部件周邊的熱效應可能導致粉末退化或者結塊，使其再次使用時製造的零部件可能不會(hui) 像最初使用的材料那樣好，其中的後果包括使用重用金屬粉末可能導致零部件強度降低等。

除了密蘇裏科技大學的8位教授之外，參與(yu) 該項目的還包括大約15個(ge) 研究生、本科生和博士後研究員。