美国国家科学基金会向南方大学颁发117万美元用于3D打印科学研究

2024年8月26日，南极熊获悉，美国国家科学基金会(NSF)宣布，已向南方大学（SUBR）授予117万美元（约合833万人民币）的重大研究仪器（MRI）资助，以支持其先进的3D打印项目。国会议员Troy A. Carter宣布了这笔拨款，并强调了这项拨款对于推动未来的研究和创新的重要性。

△美国南方大学获得117万美元用于科学研究

此次资助将用于购买一台多材料激光粉末床熔合（MM L-PBF）机器。这一尖端设备能够以高制造分辨率同时打印多达三种不同材料，突破了传统单一材料系统的限制，推动增材制造领域的发展。该机器将用于制造具有独特成分分布、微观结构特征和性能的组件，为解决金属界面处的脆性金属间化合物、不同金属的有效连接等技术难题提供支持。

NSF表示：“MM L-PBF系统将推动多种材料相互作用和连接的开创性和基础性研究，从而产生具有独特成分分布、微观结构特征和特性的组件。”

△金属粉末床激光熔化3D打印机示意

117万美元用于3D打印科学研究

南方大学作为卡内基R2机构和美国历史上最大的黑人学院和大学（HBCU）之一，此次获资助的项目不仅将增强它在科学和工程领域的研究能力，还将推动STEM教育和劳动力发展，尤其是在代表性不足的群体中。通过提供先进制造技术的实践经验，该项目旨在促进美国在多材料先进制造领域的领导地位，并激励未来几代工程师和科学家，尤其是来自代表性较少群体的年轻人。

此次购置的MM L-PBF设备配备了选择性粉末沉积重涂器，能够在一次构建中同时沉积三种材料。这一功能使制造具有不同材料特性、梯度成分、渐变界面和复杂内部结构的部件成为可能，这些部件由不同的金属组成，而传统方法无法实现。

该系统包括一个1200 W的可调光束大小和形状的光纤激光器、一个加热构建平台，以及先进的过程监控单元，如轴上监视器和双高温计。这些功能支持对3D打印过程进行详细分析和优化，有助于建立稳健的工艺、结构、特性和性能之间的关系。

使用该设备进行的研究旨在解决金属界面处的脆性金属间化合物、不同金属之间的有效连接问题，并通过计算建模和机器学习优化工艺参数。MM L-PBF系统的功能将推动对多材料相互作用、热动力学及打印部件微观结构特征的深入研究，为国内外科技进步做出贡献。

南方大学还计划通过该项目提升对多材料增材制造的理解，并推动航空航天、生物医学工程和电子等领域的发展。