亞利桑那大學獲美國陸軍310萬美元資助，用于研究3D打印高超音速飛行器技術

2025年3月26日，南極熊獲悉，美國亞利桑那大學宣布，由材料科學與工程系的Sammy Tin教授領導的研究團隊，已經(jīng)獲得了美國陸軍提供的310萬美元（約合2251萬人民幣）資助。該研究項目旨在利用3D打印技術開發(fā)速度更快、成本更低的高超音速飛行器。

△由Sammy Tin教授領導的研究團隊

Tin教授及其研究小組將專注于開發(fā)Mach-X航空航天技術，這是一種新型的飛行器，它的速度預期將超過5馬赫，遠超傳統(tǒng)超音速飛行器的極限。亞利桑那大學研究與創(chuàng)新高級副總裁Tomás Díaz de la Rubia強調，這一研究項目不僅展現(xiàn)了大學在高超音速技術方面的深厚積累，而且與國家在空間科學、技術及國防安全領域中的戰(zhàn)略目標緊密相連。

△高超音速飛行器示意圖

研發(fā)高超音速飛行器合金與制造工藝

早些時候，亞利桑那大學的研究人員Sammy Tin和材料科學與工程系助理教授Andrew Wessman合作開展了多個超音速項目，并共同擁有超過十項合金開發(fā)專利。此次是他們首次在大學的應用研究大樓內合作，該設施為技術制造和空間科學的前沿研究提供了先進的基礎設施。

Wessman教授表示：“應用研究大樓為我們提供了必要的資源，使我們能夠集中完成所有研發(fā)步驟。在這里，我們能夠迅速行動，并制定出一個全面的端到端藍圖，從而了解哪些材料適用、哪些流程高效，以及我們能實現(xiàn)哪些成果。”

研究團隊由材料科學與工程系的Krishna Muralidharan、Oana Cazacu和Benoit Revil-Baudard 教授，以及航空航天與機械工程系的Kavan Hazeli教授組成。他們將專注于兩種特定合金的研究，并探究這些合金在制造高超音速飛行器所需的復雜結構方面的成型能力。

這些合金將通過3D打印技術以功能梯度的方式連接。通過這種技術，組件的外層將使用一種合金，它的濃度逐漸向內部過渡到第二層合金。這樣的設計使得組件能夠承受極端的高溫和壓力，同時實現(xiàn)快速散熱，減少局部熱點。

Tin的團隊計劃使用先進的粉末霧化器和位于應用研究大樓內的多種金屬3D打印機將金屬粉末壓實成新型合金。研究人員還在大樓內建造了一個實驗室，以測試材料在高達2200華氏度（約1204攝氏度）的極端溫度下的耐用性和強度。

△美國國家國防制造與機械中心LOGO

NCDMM通過大學合作推進國防制造創(chuàng)新

美國國家國防制造與機械中心(NCDMM) 是一家非營利組織，致力于將國防利益相關者聚集在一起，以改進和整合技術，也是該項目的合作伙伴。對于這項研究，NCDMM將提供專家指導，確保研發(fā)項目符合最終用戶的實際需求。

在這個項目中。本科生、研究生助理和博士后研究員將在為期兩年的資助期內協(xié)助教職員工進行材料測試、建模和模擬。研究團隊希望該項目能為美國帶來更多優(yōu)勢。主要目標是開發(fā)3D打印協(xié)議知識庫，闡明與材料和工藝相關的成本和權衡。這些數(shù)據(jù)將推動技術發(fā)展，使生產(chǎn)商能夠制造出經(jīng)濟實惠、實用的非傳統(tǒng)形狀的組件。