美國啟動開放制造計劃全面評估增材制造及材料

老魚@云工廠

本周末，美國國防部高級計劃研究局（DARPA）宣布推出開放制造（Open Manufacturing）計劃，該計劃的目的旨在提高對于增材制造及其它先進制造相關(guān)的各種工藝和材料的理解。DARPA指出，為了使3D打印成為復(fù)雜軍工部件——比如飛機機翼——制造的主流技術(shù)，就需要對“基于不同屬性和性能材料的各種制造方法所產(chǎn)生的細微差別”有深入的了解。

“開放制造計劃的本質(zhì)是要收集和理解增材制造等新型生產(chǎn)理念的材料和工藝參數(shù)，這樣我們就能夠以較高的置信度快速預(yù)測成品的性能如何?！盌ARPA國防科學(xué)辦公室項目經(jīng)理Mick Maher說，“一開始新技術(shù)的可靠性和批次運行（run-to-run）的波動總是不確定的。導(dǎo)致的結(jié)果是我們只能使用反應(yīng)遲鈍和重復(fù)的“再測法（test and retest）”來檢驗這些材料和工藝，這種方式既昂貴又費時，最終破壞了創(chuàng)新激勵機制?！?/font>

那么，DARPA怎么樣才能克服這些問題，并“實現(xiàn)生產(chǎn)控制的改進”？他們正在研究新的快速鑒定技術(shù)，并認為這種技術(shù)有望改變企業(yè)檢驗3D打印部件以及使用其他先進制造方式生產(chǎn)的部件的方式。為此他們已經(jīng)成立了兩個新的生產(chǎn)示范設(shè)施（MDF）。第一個MDF位于賓州州立大學(xué)大學(xué)，專注于金屬增材制造，而另一個MDF則被安置在陸軍研究實驗室，專注于研究復(fù)合材料。

目前，位于賓州的MDF將研究資源集中在兩個主要的領(lǐng)域：第一種是快速低成本增材制造（RLCAM），在這一領(lǐng)域中他們主要使用基于實體的成型方法來預(yù)測直接激光金屬燒結(jié)過程中鎳基合金材料的性能；第二個領(lǐng)域則是與DARPA的另一個鈦加工（tiFAB）項目有關(guān)的，在那里他們將利用物理和數(shù)據(jù)模型，以確定哪些參數(shù)會對較大的增材制造結(jié)構(gòu)，比如飛機機翼等，產(chǎn)生影響。

公司無法對3D打印出來的每一個部件都進行測試，相反，他們能做的是對某一個特定的生產(chǎn)批次中的極少數(shù)產(chǎn)品進行測試，然后由抽樣測試的產(chǎn)品質(zhì)量代表整個生產(chǎn)批次的質(zhì)量。這就是為什么DARPA的開放式制造項目對于增材制造的未來如此重要的原因：因為對于技術(shù)和材料的透徹了解能夠幫助公司節(jié)省大量的時間和金錢。據(jù)天工社了解，這些新成立的MDF生產(chǎn)設(shè)施示范的最終目標是創(chuàng)建一個包含了各種工藝和材料屬性和參數(shù)的數(shù)據(jù)庫供企業(yè)和個人訪問并使用。

“從歷史上看，美國的軍事優(yōu)勢都是通過材料和制造領(lǐng)域的突破獲得的?！盡aher，“最近，與新的制造技術(shù)相伴而生的風險影響了企業(yè)使用它的信心。通過開放制造計劃，DARPA正在通過提供知識、控制和使用新技術(shù)的信心，而為先進制造領(lǐng)域提供支持?！?/font>

DARPA的這些舉措有可能對于3D打印技術(shù)在制造領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用推廣速度產(chǎn)生重大影響，尤其是航空航天和軍用部件的生產(chǎn)制造方面?？紤]到DARPA的技術(shù)實力與影響力，3D打印技術(shù)成為主流制造技術(shù)之一的時間有可能早于我們中間很多人的預(yù)期。

寂靜天花板

天朝國防部表示壓力不大，可以加派學(xué)者考察學(xué)習(xí)

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DARPA：真實版神盾局的10個瘋狂科學(xué)計劃

http://www.guokr.com/article/438745/

DARPA設(shè)計垂直起降（VTOL）無人貨運飛機
洛克希德 馬丁和皮亞斯基飛機公司著手為美國國防高級研究計劃局（DARPA）設(shè)計垂直起降（VTOL）無人貨運飛機，飛行器構(gòu)型正在與該機潛在軍事用戶進行討論。

　　DARPA該項目起初打算發(fā)展一種飛行吉普，可重構(gòu)嵌入式航空系統(tǒng)（ARES）驗證機的雙涵道風扇直徑大約8.5英尺。該車輛在升降模塊收起來后，可在單車道公路上行使。

　　洛克希德馬丁公司臭鼬工廠負責ARES項目。凱文 潤紹說：“在設(shè)計無人作戰(zhàn)貨運機時，我們將有更多的設(shè)計空間‘。海軍陸戰(zhàn)隊已經(jīng)制訂貨運無人機的白皮書，我們通過與其對話，按照其期望進行設(shè)計。目前，對該機型陸軍也感興趣?！?br /> 驗證機軟硬件組裝完畢后，預(yù)計于2015年進行首飛，但在首飛前，需進行大量的地面試驗。凱文 潤紹稱“復(fù)合材料涵道是集成的，我們已經(jīng)完成第一批推進器的模型”。軸、齒輪和連接機構(gòu)的加工正在進行。

　　安裝在固定翼中心部分的變距風扇由一對渦軸發(fā)動機提供動力，發(fā)動機通過組合式變速箱和軸來驅(qū)動安裝在每個傾轉(zhuǎn)涵道風扇樞軸上的直角齒輪箱，進而帶動變距風扇。凱文 潤紹稱：“在裝機前，我們將在動力裝置置于起動狀態(tài)，來排除系統(tǒng)故障。現(xiàn)在驗證機上有許多貨架產(chǎn)品。”包括：使用兩個F-16戰(zhàn)斗機的水平安定面驅(qū)動器來使連接有折疊外翼段面板的涵道繞樞軸旋轉(zhuǎn)。通過軟件使得兩個驅(qū)動器可以同步轉(zhuǎn)動。

　　談判仍然在進行，但發(fā)動機將是貨架產(chǎn)品-900馬力級直升機渦軸發(fā)動機。每個裝有離合器來使得在單發(fā)狀態(tài)下飛行。直齒輪箱采用西科斯基CH-53的尾翼傳動系統(tǒng)“。他說：”第一版本的飛控軟件正在實驗室運行，使用的涵洞動力和控制有效性數(shù)據(jù)取自去年的風洞試驗[。V1.0版本是單通道，今年推出的V2.0版本將是三通道的。“驗證機將遠程遙控，使用洛馬公司F-35B的VTOL控制邏輯。飛行員將移動操作桿向左和向右分別來實現(xiàn)盤旋和變體，移動操作桿向前和后來實現(xiàn)飛行器向上和向下，移動油門來實現(xiàn)向前和向后?！?br />
　　驗證機由DARPA原來作為飛行/駕駛器的可拆卸式升降模塊的“變形者項目”支持下進行設(shè)計，將攜帶一個貨物吊艙用于ARES演示?！啊蔽覀冏畛躏w行將在沒有吊艙情況下進行，來測試起飛、懸停、盤旋、回轉(zhuǎn)、變體和著路。然后在帶上吊艙重復(fù)上述過程?！啊弊罱K將帶吊艙起飛，變體向前飛，飛行、帶另一個吊艙著陸，斷開吊艙、模塊飛回“。

　　吊艙可以容納由C-130運輸機運送的標準463L貨物托盤?！边@使得ARES可以與其他運輸方式共同使用，使其可以執(zhí)行聯(lián)邦快遞運輸?shù)淖詈笠欢危c對點運輸）“”遠期無人駕駛的醫(yī)療撤運將是其潛在任務(wù)?！巴ㄟ^雙余度作動器和三臺計算機，我們將最終使其獲得可以運輸人員的安全性等級?！焙里L扇節(jié)距調(diào)節(jié)是機械式的，“但我們正在尋找控制飛行器的其它方式”。

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數(shù)據(jù)積累越全面，研發(fā)效率越高