亚利桑那大学获美国陆军310万美元资助,用于研究3D打印高超音速飞行器技术
2025年3月26日,美国亚利桑那大学宣布,由材料科学与工程系的Sammy Tin教授领导的研究团队,已经获得了美国陆军提供的310万美元(约合2251万人民币)资助。该研究项目旨在利用3D打印技术开发速度更快、成本更低的高超音速飞行器。

Tin教授及其研究小组将专注于开发Mach-X航空航天技术,这是一种新型的飞行器,它的速度预期将超过5马赫,远超传统超音速飞行器的极限。亚利桑那大学研究与创新高级副总裁Tomás Díaz de la Rubia强调,这一研究项目不仅展现了大学在高超音速技术方面的深厚积累,而且与国家在空间科学、技术及国防安全领域中的战略目标紧密相连。

研发高超音速飞行器合金与制造工艺
早些时候,亚利桑那大学的研究人员Sammy Tin和材料科学与工程系助理教授Andrew Wessman合作开展了多个超音速项目,并共同拥有超过十项合金开发专利。此次是他们首次在大学的应用研究大楼内合作,该设施为技术制造和空间科学的前沿研究提供了先进的基础设施。Wessman教授表示:“应用研究大楼为我们提供了必要的资源,使我们能够集中完成所有研发步骤。在这里,我们能够迅速行动,并制定出一个全面的端到端蓝图,从而了解哪些材料适用、哪些流程高效,以及我们能实现哪些成果。”
研究团队由材料科学与工程系的Krishna Muralidharan、Oana Cazacu和Benoit Revil-Baudard 教授,以及航空航天与机械工程系的Kavan Hazeli教授组成。他们将专注于两种特定合金的研究,并探究这些合金在制造高超音速飞行器所需的复杂结构方面的成型能力。
这些合金将通过3D打印技术以功能梯度的方式连接。通过这种技术,组件的外层将使用一种合金,它的浓度逐渐向内部过渡到第二层合金。这样的设计使得组件能够承受极端的高温和压力,同时实现快速散热,减少局部热点。Tin的团队计划使用先进的粉末雾化器和位于应用研究大楼内的多种金属3D打印机将金属粉末压实成新型合金。研究人员还在大楼内建造了一个实验室,以测试材料在高达2200华氏度(约1204摄氏度)的极端温度下的耐用性和强度。

NCDMM通过大学合作推进国防制造创新
美国国家国防制造与机械中心(NCDMM) 是一家非营利组织,致力于将国防利益相关者聚集在一起,以改进和整合技术,也是该项目的合作伙伴。对于这项研究,NCDMM将提供专家指导,确保研发项目符合最终用户的实际需求。
在这个项目中。本科生、研究生助理和博士后研究员将在为期两年的资助期内协助教职员工进行材料测试、建模和模拟。研究团队希望该项目能为美国带来更多优势。主要目标是开发3D打印协议知识库,阐明与材料和工艺相关的成本和权衡。这些数据将推动技术发展,使生产商能够制造出经济实惠、实用的非传统形状的组件。
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