美国海陆两军合作开辟3D打印应用新领域

 为了更好的监测军事装备的结构健康，最近，位于美国陆军皮卡汀尼兵工厂的武器研发与工程中心（ARDEC）的工程人员与美海军空中作战中心航空分部（NAWCAD）的工程人员已合作将内部传感器嵌入到3D打印的金属零件中。

 NAWCAD相关负责人称，当前，海军仅限于使用外部传感器来对军事装备进行结构健康监测。然而，由于外部传感器是在零部件外面工作，它们不一定能准确反应零部件内部损伤。此外，外部传感器不一定能对在严苛环境下运行的、具有复杂形状的零部件进行健康监测，诸如飞机发动机。

 由于美国陆军ARDEC在金属增材制造和传感器嵌入方面的专长，NAWCAD与ARDEC的材料、制造和原型技术分部接洽，以帮助他们制造试样。ARDEC的工程师将力传感器嵌入到3D打印的金属零件中，这在之前从未这样做过。通过将传感器嵌入金属零件中，研究人员尝试获得更精确的数据以及减少噪音。内部传感器能够测量零件特定部分的压力，并告知零件是否挠曲。如果成功，传感器可能被嵌入到飞机或其他技术中，无论运行环境或制造的零件有多么复杂。有可能将传感器放入到飞机的翼梁中，翼梁就在发动机热喷气的后面，以便能够准确判断作用在板上的压力或从发动机上获得的负载或推力。

 对于海军而言，项目最具挑战性的是寻找一种既能经受增材制造工艺，同时又能在嵌入到3D打印的零件时探测应变的传感器。这是一种尝试，以获悉什么会对3D打印零件的结构产生影响，以及如何弱化这种影响。这在很大程度上取决于3D打印的材料行为以及传感器在经受3D打印过程后能否继续使用。