2023年2月6日，3D打印技術(shù)公司AlphaSTAR與國防后勤局(DLA)為共同推進(jìn)晶界工程(GBE)應用而繼續合作，并取得了新的進(jìn)展。事實(shí)上，為了推進(jìn)晶界工程的發(fā)展，這并不是雙方的首次合作。

△兩把刀的分析和新合金成分的驗證

     在30多年的時(shí)間里，AlphaSTAR與國防部和支持機構，在關(guān)鍵任務(wù)應用程序方面進(jìn)行了多次合作。然而，他們最近的合作同樣涉及推進(jìn)GBE發(fā)展，最終于去年12月在坦帕舉行的DMC會(huì )議上展示了戰斗武器的生產(chǎn)，具體來(lái)說(shuō)是大馬士革鋼刀，這是一個(gè)重大的突破。

      特別是向人們展示的是定制刀具的按需打印技術(shù)，同時(shí)定制用于制造它們的不銹鋼的微觀(guān)結構，以針對不同的應用優(yōu)化刀具。作為國防部供應鏈的核心角色，DLA的戰略目標一直是建立一個(gè)靈活的供應鏈，以加快初始建造、維修和更換零件的速度，從而使軍隊和國防機構盡可能裝備精良。因此，利用和促進(jìn)3D打印等新技術(shù)的發(fā)展，它的核心使命是“為戰士任務(wù)提供精良和具有殺傷力的裝備”。

      現在，隨著(zhù)3D打印轉向大規模生產(chǎn)，新的突破正在為DLA利用3D打印技術(shù)的更多優(yōu)勢鋪平道路，并為GBE等新興技術(shù)接觸商業(yè)客戶(hù)開(kāi)辟新的市場(chǎng)。這正是DLA支持晶界工程發(fā)展的原因，因為它充分釋放了增材制造材料的潛力，并呼吁3D打印行業(yè)進(jìn)一步推進(jìn)該技術(shù)的進(jìn)步。所以，由包括通用電氣研究中心(GERC)、密歇根大學(xué)(UoM)和Quadrus公司領(lǐng)導的AlphaSTAR Technology Solutions (ATS)技術(shù)解決方案聯(lián)盟接受了這一挑戰，并取得了多項令人矚目的突破。

△AlphaSTAR通過(guò)多種算法減少費用和加快開(kāi)發(fā)速度

從工程的角度來(lái)看，該團隊的創(chuàng )新包括經(jīng)過(guò)驗證的金屬3D打印算法、模塊和集成計算工具，可以根據合金成分、沉淀物的存在、納米/微材料夾雜物的使用以及工藝參數的改變，以利用3D打印平臺內的熱循環(huán)。這些性能提高了材料的性能，包括提高抗應力、抗腐蝕和抗開(kāi)裂性，以及在晶粒尺寸和邊界角度方面的理想結構，以及優(yōu)化并最終定制構建結果的能力。

研究小組采用了(1)ICME熱物理;(2)工藝流程圖;(3)熔池工程;(4)晶界工程。這是新穎的，因為AlphaSTAR利用其GENOA 3DP軟件環(huán)境，來(lái)識別改善材料性能所需的成分(成分)和配方(改進(jìn)的構建計劃-可轉移到G代碼)以確保它發(fā)生。仿真能力通過(guò)刀具的制造得到驗證，這些刀具最終將承受服務(wù)負載以評估強度和柔韌性。打印刀具結合了改進(jìn)的微觀(guān)結構（GENOA 3DP：TMg + 晶界工程）和改進(jìn)的性能（GENOA：虛擬成品性能滿(mǎn)足規范)。

△GENOA 3DP是一款建模軟件，它可以對聚合物和金屬應用中的各種增材制造工藝和材料進(jìn)行建模

       從實(shí)際的角度來(lái)看，由AlphaSTAR領(lǐng)導的團隊使用晶界工程制造大馬士革鋼刀向DLA證明，可以在需要的地方按需制造強度和柔韌性方面的改進(jìn)部件，而不是在遙遠的工廠(chǎng)里長(cháng)時(shí)間儲存，等待需要和理由。同樣重要的是，擴展這門(mén)科學(xué)以提高汽車(chē)、航空航天、工業(yè)、消費品、電子和醫療設備等其它行業(yè)制造產(chǎn)品的有效性和質(zhì)量。

      AlphaSTAR與DLA的項目強調了它們在3D打印過(guò)程中進(jìn)行模擬、構建優(yōu)化和結合晶界工程的零件鑒定，如何使初始產(chǎn)品更容易開(kāi)發(fā)和獲得。它通過(guò)仿真軟件擴展知識并增加對物理現象的理解，從而減少基于反復試驗的風(fēng)險和生產(chǎn)周期?？偠灾?，所有這一切同時(shí)為國防部供應鏈帶來(lái)直接利益，并幫助軍隊變得更強大。