3D打印領(lǐng)先機(jī)構(gòu)發(fā)展動向——美國增材制造創(chuàng)新研究院

機(jī)構(gòu)背景

美國增材制造創(chuàng)新研究院（NAMII）由美國國防部、能源部、美國國家航空和航天局、美國國家科學(xué)基金會、商務(wù)部等5家政府部門，以及俄亥俄州、賓夕法尼亞州和西弗吉尼亞州的企業(yè)、學(xué)校和非營利性組織組成的聯(lián)合團(tuán)體共同出資建立，是美國提出“國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)”戰(zhàn)略以后建立的第一所制造業(yè)創(chuàng)新研究所，技術(shù)愿景是加快積層制造技術(shù)創(chuàng)新，彌補(bǔ)基礎(chǔ)研究和成熟開發(fā)之間的差距。

運(yùn)行機(jī)制

截至2013年1月4日，NAMII共有66家成員機(jī)構(gòu)，分為領(lǐng)導(dǎo)成員、正式成員和贊助成員三類。領(lǐng)導(dǎo)成員為美國3D Systems公司和美國軍工設(shè)備制造商——諾斯羅普.格魯門公司，正式成員包括美國制造技術(shù)協(xié)會、ExOne公司、Wohlers Associates咨詢公司、揚(yáng)斯敦州立大學(xué)等17家機(jī)構(gòu)，其余47家為贊助單位。NAMII的總裁由美國國防制造中心的執(zhí)行總裁Ralph Resnick擔(dān)任，下設(shè)4名副總裁分管技術(shù)開發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、先進(jìn)制造企業(yè)、勞動力和推廣教育等4個方面。政府部門在NAMII中設(shè)立了一個多機(jī)構(gòu)技術(shù)咨詢委托會，負(fù)責(zé)把控技術(shù)方向。此外，NAMII還設(shè)立了執(zhí)行委員會和管制委員會，執(zhí)行委員會包括來自工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和政府成員的一個小團(tuán)體代表，管制委員會則為一、二級成員機(jī)構(gòu)和小企業(yè)成員的代表。

研究進(jìn)展

NAMII目前主要研究三項(xiàng)技術(shù)主題。

（1）打印材料特性和效能的研究

了解材料的性質(zhì)和特點(diǎn)，是確保積層制造技術(shù)能夠被大規(guī)模采用的關(guān)鍵。具體的重點(diǎn)領(lǐng)域包括開發(fā)材料數(shù)據(jù)庫，獲取更廣泛的測試結(jié)果；設(shè)計材料性能；數(shù)據(jù)訪問和共享平臺；管理材料變化的方法等。這部分工作的聚焦點(diǎn)是加速材料及材料系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，為積層制造從材料需求到過程加工建立無縫路徑。

（2）資格鑒定和認(rèn)證測試

快速部署積層制造產(chǎn)品的測試、鑒定和認(rèn)證方法及系統(tǒng)，是積層制造應(yīng)用的關(guān)鍵。具體的重點(diǎn)領(lǐng)域包括快速鑒定和認(rèn)證的方法；鑒定和認(rèn)證的創(chuàng)新技術(shù)；建模和仿真；過程可變性的量化；用以提高可靠性、優(yōu)化流程和提高速度的簡化可變性的識別方法；供應(yīng)商認(rèn)證等。這部分工作重點(diǎn)應(yīng)放在為符合資質(zhì)和認(rèn)證的產(chǎn)品消除障礙和加快上市時間。

（3）加工能力和過程控制

全面了解工藝參數(shù)之間的關(guān)系以及由此產(chǎn)生的產(chǎn)品將推動積層制造工藝。具體的重點(diǎn)領(lǐng)域包括工藝的可重復(fù)性和產(chǎn)量的提高；開發(fā)輸出模型的預(yù)測算法；提高零件質(zhì)量；原位自適應(yīng)控制系統(tǒng)。這一主題的努力方向是通過積層制造加工過程的改進(jìn)提高其普及性。