罗切斯特理工学院（RIT）已获得美国国家科学基金会（NSF）近300万美元的资助，用于开发一种金属增材制造的新方法。

该研究聚焦于熔融金属液滴喷射技术，该工艺通过沉积数以百万计的微小熔融金属液滴，并在冷却过程中使其融合，从而逐层构建零件。

尽管现有系统中已有类似技术，但该团队的方案将熔化和沉积阶段分离开来——研究人员表示，这种区别可能有助于实现更高的生产效率，并能够使用更廉价的材料，包括回收金属和机加工废料。

这种分离方式与传统的金属3D打印形成鲜明对比，后者通常需要专门的球形金属粉末，而这些粉末采购成本高昂且难以储存。

“许多传统金属3D打印机需要高度专业化、昂贵且具有潜在危险的球形金属粉末，”新墨西哥州立大学（NMSU）工业工程助理教授、该项目的联合首席研究员Chaitanya Mahajan说道，“这些粉末保质期有限、易吸湿，并存在严重的爆炸和吸入风险，使其在恶劣环境下的运输和存储变得极为困难。”

除了原料的灵活性之外，该团队还在致力于解决单喷嘴液滴喷射系统常见的吞吐量限制问题，这类系统容易堵塞且构建速度慢。

该研究采用了多喷嘴设计，并结合先进建模技术，以提高生产速度的同时保持零件质量。

Mahajan表示，将废金属转化为功能性部件的能力对商业制造商和国防供应链都具有重要意义，尤其是在原材料获取受限的环境中。

“对我来说，将铝废料转化为高精度零件重新定义了增材制造的极限，”Mahajan说，“这个项目表明，大规模生产的未来在于弥合循环可持续性与下一代工程之间的鸿沟。”

这种方法还可支持制造带有嵌入式组件的多材料结构。

“制造低成本3D打印组件的能力对于创建多材料智能结构至关重要，”Mahajan表示，“它让制造商能够在结构中打印嵌埋式布线和数据组件，从而消除传统外部线束的重量和杂乱。”