通用原子斩获550万美元国防铝合金数据项目，LPBF增材制造迈向航空级合格化

美国造（America Makes）和国家国防制造与加工中心（NCDMM）刚刚把550万美元的资助项目，交给了通用原子航空系统公司（GA-ASI）牵头开展。
这个项目名为GOTHAAM，全称是「高强度铝合金材料技术数据生成」。
项目由美国国防部副部长办公室制造技术处（OSD ManTech）资助，今年早些时候公布。

项目要做的不是直接打印零件，而是为一种高强度铝合金开发材料许用值。
这种材料对标的是7075-T73等效铝合金，也就是Scalmalloy，属于航空级标准，抗腐蚀性能也不错，在国防和商业领域都有应用前景。
为了数据足够通用，项目覆盖了三种不同的LPBF增材制造系统，从小型、中型到大型幅面打印设备都包括进去。
简单说，就是要让不同尺寸的金属打印机，都能拿出可靠的工程数据来。

这些数据不是摆着好看的。
它们会交给OEM厂商和整个自主工业基础来用，主要目的是让投入能看到回报，也帮材料往合格化生产阶段走。
这笔钱投的不是某个炫酷零件，而是制造业里最不性感但最要命的部分，材料数据。
搞过制造的人都知道，材料数据就是合格化生产的通行证。

项目名单里的设备包括EOS M290和M400/4、尼康SLM Solutions的SLM 280、SLM 500和NXG/E，还有GE/Colibrium Additive M2。
一共六款机器，来自三家不同设备厂商。

GA-ASI拉起来的团队有十七家合作伙伴，几乎覆盖了增材供应链的每一个环节。
洛克希德·马丁、诺斯罗普·格鲁曼和空客航天与防务+AP Works代表参与项目的国防和航空航天主承包商。
尼康SLM Solutions和EOS America是设备制造商，它们的平台被纳入这次跨平台鉴定。
Valimet、Toyal America、Equispheres、AMG Aluminum、力拓（Rio Tinto）、Sunrise Metals和NioCorp覆盖了粉末及原材料供应。
MIMO Technik、Quadrus Corporation、Hadrian Additive和Scot Forge处于合同制造端。
Dyndrite提供软件层。

550万美元在国防项目里不算大数目，但它要解决的问题一点也不小。
在增材制造领域，给一种金属合金做鉴定，通常就是把鉴定结论和特定机器、特定工艺参数、特定生产场地绑在一起。
只要其中一个变量发生变化，制造商就可能面临额外测试，甚至重新鉴定。

美国造增材制造研究总监约翰·马丁（John Martin）在公布资助时表示：
「对先进增材制造材料进行鉴定认证，提供稳健的材料数据以支撑关键国防应用中耐久、耐腐蚀部件的制造，这直接强化了国防工业基础。」
「通过交付经过验证的数据并推动LPBF能力的成熟，我们正在为美国制造商提供生产关键国防系统可靠部件所需的一切。」

Dyndrite的加入，指向了解决跨平台鉴定问题的一种特定方法。
这家公司同时被选中在另一项美国制造计划Delta Qual 2.0里应用它的SASSQUATCH方法。
那项计划正在开发用于国防生产的增材制造工艺参数范围鉴定方法，让工程师可以在参数范围内调整，而不用触发完整的重新鉴定。
在GOTHAAM项目里，这套方法要做的是把原本通过特定机器软件和工艺设置控制的变量，变成工程师可以编程控制的东西。
变量包括激光分配、路径分区、拼接区域、气流考量、激光功率、扫描速度和Z轴高度，用这种方式实现不同LPBF机器之间的工艺协调。

这个前提还没有在GOTHAAM提出的规模下得到验证。
鉴定一直是增材制造的重大瓶颈，机器之间的差异、工艺条件、制造环境都会影响工艺可重复性，所以生产转移或扩展时，鉴定和验证就会更苛刻。

GOTHAAM是Dyndrite与美国制造围绕鉴定问题的不同方面展开合作的三项交叉项目之一。
AIM-4AM是一项和MIMO Technik、RTX（雷神技术公司）合作的约200万美元的项目。
它正在利用人工智能和基于物理的建模，减少为LPBF 17-4PH不锈钢建立材料许用值所需的物理测试量。

Delta Qual 2.0解决的是工艺窗口问题，GOTHAAM则增加了跨平台维度，检验关于材料和工艺的鉴定知识能不能在不同机器类别和制造环境之间传递。
把三个项目放在一起，未来鉴定框架的大致模样就出来了。
每种材料所需的物理测试更少、经过验证的工艺窗口取代固定的参数配方、材料数据能够在不同机器类别之间流转。
这正是三个项目正在探索的方向，但GOTHAAM和其他项目还没有证明这样的框架能在生产规模上落地。
OSD ManTech愿意出资支持，主要航空航天和国防公司也都参与，已经说明美国国防制造界对减轻跨机器、跨生产环境扩展LPBF时的鉴定负担有多在意。