美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA)支持Elementum 3D研究最稀有的金屬——錸

導(dǎo)讀：美國(guó)軍方和情報(bào)投資基金加大對(duì)3D打印材料（尤其是金屬）市場(chǎng)的資助，這是否表明了整個(gè)增材制造行業(yè)正處于擴(kuò)大和整合的時(shí)期呢？讓我們拭目以待。

2022年5月，南極熊獲悉，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局 (DARPA) 與Elementum 3D簽訂了一份創(chuàng)新研究(SBIR) 的合同，以拓展錸這種金屬在增材制造中的應(yīng)用。

確定“錸”的增材制造研究項(xiàng)目
錸是最后被發(fā)現(xiàn)的穩(wěn)定元素，是地殼中最稀有的元素之一。它是除鎢以外熔點(diǎn)最高的金屬，也是所有穩(wěn)定元素中沸點(diǎn)最高的，同時(shí)也是密度第四高的元素。它的稀有性和獨(dú)特性使之成為一種極受歡迎且價(jià)格昂貴的商品，最常用于制造噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭和導(dǎo)彈推進(jìn)系統(tǒng)。

△錸。圖片由維基百科提供

美國(guó)聯(lián)邦政府歷史最悠久、最具影響力的研發(fā)機(jī)構(gòu)之一美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局 (DARPA) 已與Elementum 3D簽訂了一項(xiàng)直接進(jìn)入第二階段創(chuàng)新研究(SBIR) 的合同，以便Elementum 3D可以開(kāi)發(fā)用于錸應(yīng)用的增材制造 (AM) 方法。錸具有很多優(yōu)良的特性，但這也是使其難以通過(guò)傳統(tǒng)冶金技術(shù)進(jìn)行制造的原因。錸的高熔點(diǎn)使其易產(chǎn)生加工硬化。因此，這種金屬幾乎總是與其他金屬（主要是鎢和鎳）作為合金使用。DARPA 資助 Elementum的主要目的之一，是開(kāi)發(fā)使用錸作為單獨(dú)的解決方案，而不僅僅是作為合金。

Elementum的RAM技術(shù)
美國(guó)增材制造材料開(kāi)發(fā)商Elementum 3D的反應(yīng)性增材制造（Reactive Additive Manufacturing ,RAM）技術(shù)已在美國(guó)，加拿大和澳大利亞獲得專(zhuān)利。RAM工藝的主要特點(diǎn)就是可以使用以前無(wú)法3D打印的材料，來(lái)擴(kuò)展增材制造的材料庫(kù)。隨著增材制造行業(yè)的發(fā)展，金屬3D打印在許多關(guān)鍵行業(yè)呈現(xiàn)出有利的應(yīng)用，但可以打印的金屬材料種類(lèi)有限，限制了其廣泛采用。

Elementum 3D成立于2014年，前身為Sinter Print，是一家專(zhuān)注于先進(jìn)金屬、復(fù)合材料和陶瓷快速成型制造研發(fā)的公司。這些材料是為了滿(mǎn)足高耐用性、高強(qiáng)度和輕量化解決方案的需求而設(shè)計(jì)的。該公司使用其專(zhuān)利的RAM工藝生產(chǎn)，有助于防止在凝固過(guò)程中出現(xiàn)裂紋。RAM技術(shù)使Elementum 3D能夠開(kāi)發(fā)出一系列快速成型制造粉末，這些材料通常難以使用直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）系統(tǒng)進(jìn)行打印。包括基于成熟的鍛造合金的高性能合金粉末，包括鋁1000、2024、6061、7050和7075等。



可以說(shuō)，Elementum在材料研究和制造方面有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，那么他們到底能否使用錸金屬進(jìn)行增材制造呢？讓我們一起拭目以待吧！

Elementum的簽訂項(xiàng)目
SBIR 計(jì)劃是美國(guó)小企業(yè)管理局 (SBA) 的一項(xiàng)贈(zèng)款計(jì)劃，每年提供約25億美元用于資助小企業(yè)的研發(fā)。其中10億美元由國(guó)防部花費(fèi)，剩余的15億美元用于美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）和農(nóng)業(yè)部等機(jī)構(gòu)。SBIR 第二階段撥款“最高 100 萬(wàn)美元，最長(zhǎng) 2 年”。當(dāng)公司證明他們已經(jīng)用非 SBIR 資金完成了第一階段時(shí)，他們將獲得第二階段的資助。現(xiàn)在SBIR將提供給Elementum第二階段的資助了，這就表明Elementum已經(jīng)在3D打印錸的研究中有了初步的成果。


△圖片由 Elementum 3D 提供

Elementum 3D專(zhuān)注于金屬增材制造的解決方案，尤其是激光粉末床融合 (LPBF) 3D 打印，它已在至少三個(gè)項(xiàng)目中獲得SBIR的資助。該公司從NASA獲得了2020年的第一階段資金，用于與Masten Space Systems合作，對(duì)金屬3D打印燃料噴射器進(jìn)行熱火測(cè)試。Elementum 在2021年收獲得了兩份 I 期合同：一個(gè)再次來(lái)自美國(guó)宇航局，開(kāi)發(fā)用于軟磁材料的增材制造技術(shù)。另一個(gè)來(lái)自美國(guó)海軍，用于開(kāi)發(fā) 3D 打印金屬合金的建�？蚣�。此次Elementum與DARPA簽訂的第二階段合同的是為了擴(kuò)大錸最終商業(yè)化3D打印的測(cè)試。