美发布《关键和新兴技术国家标准战略》,3D打印未被提及,但支持力度继续加大 - 3D打印技术参考

美发布《关键和新兴技术国家标准战略》,3D打印未被提及,但支持力度继续加大

                   

江南大学重磅研究:3D打印无支撑、多尺度、大跨度复杂结构陶瓷

近日,3D打印技术参考注意到美国白宫已于本月发布了更新版的《关键技术和新兴技术的国家标准战略》,很意外的是,3D打印技术并没有被包含在其中。然而外媒分析,认为这份文件并不能表明拜登政府将放弃为增材制造行业给予大规模的支持,而是证明了相反的观点——3D打印可能不再作为一种“新兴”技术对待,但同步的政策和资金支持从未中断,而且规模越来越大。

美发布《关键和新兴技术国家标准战略》,3D打印未被提及,但支持力度继续加大

2023年4月,美国能源部三千万美元征集十吨级大型近净形部件制造技术。

2023年3月,美国陆军新授予1亿美元用于地面部队3D打印和数字化改造。同月,通用电气宣布计划在2023年向公司现有的制造设施投资超过4.5亿美元,其中GE航空与3D打印相关的资金将获得超过1600万美元,这些资金将用于设备升级,增强增材制造能力。全球最大的独立发动机制造商美国康明斯也宣布将投资15亿美元用于新技术,它也是首批拥有GE Additive金属粘结剂喷射平台的客户之一,并于2021年初将其第一个金属打印部件(柴油发动机喷枪头适配器)商业化。而借助包括粘结剂喷射工艺在内的金属3D打印是其实现清洁能源和净零碳排放目标的重要新技术。

 

2023年2月,美国海军战略潜艇项目执行办公室(PEO SSBN)执行主任Matt Sermon在美国海军工程师学会(ASNE)会议上表示,(美国)海军将需要继续大幅加大增材制造技术的部署力度,以满足未来十年的生产期限。同月,美国海军授权采用IperionX的回收再制造钛合金粉末为舰船3D打印制造泵组件。

2022年10月,美国白宫发布了更新版《先进制造业国家战略》,文件指出,美国必须继续投资和支持先进技术的研发,克服阻碍增材制造应用的关键技术障碍。同月,美国国防部网站发布了一项最新的制造技术提案,计划使用增材制造技术来设计和制造能够在极端条件下运行的高超音速武器和车辆系统。

2022年9月,美国空军间接资助SLM Solutions开发“世界最大”PBF金属3D打印机,并授予蓝色激光专家NUBURU第二阶段合同,开发基于蓝色激光的区域3D打印技术。

2022年,施乐液态金属3D打印机和Meltio3D的定向能量沉积增材制造装备分别被安装在了美国黄蜂级两栖攻击舰第2号和第5艘舰上;2023年3月,Markforged X7 Field Edition被安装在在新罕布什尔号弗吉尼亚级潜艇上。此外,亨廷顿英格尔斯工业公司(HII)最近被批准用于海军海上系统(NAVSEA)船舶的3D打印零件。

2022年7月,美商务部提供了370万美元支持推进金属增材制造标准化制定,用以提升这一重要行业的竞争力。

2022年5月,美国政府发起了推动美国3D打印及制造业发展的“AM Forward计划”,波音、诺格、通用航空、雷神、洛克希德·马丁以及霍尼韦尔,这些军事和准军事企业均同意参与该计划。

2022年2月8日,美国白宫发布的更新版《关键和新兴技术清单》(Critical and Emerging Technologies List,简称CET List),列出了20个被视为关键新兴技术领域要素的大类,3D打印、可持续制造、智能制造和纳米制造均在其中。

这些证据表明,美政府只会增加并将继续增加对增材制造行业的财政、行政和意识形态支持。人工智能和量子计算等领域的标准化相比,增材制造的进展可能存在差异,同时也可能远远落后于传统制造,但如果将其与所有其他工业4.0技术进行比较,增材制造的标准化处于领先地位。这表明在国家标准战略中提出的所有关于标准化的建议已经使增材制造领域相对成熟。

美发布《关键和新兴技术国家标准战略》,3D打印未被提及,但支持力度继续加大

2022版《关键和新兴技术清单》包含增材制造

虽然3D打印在其中一些领域的应用仍处于起步阶段,但该技术有望在许多已确定的领域提供广泛的应用和研发机会。增材制造对其他技术领域具有重要作用,其在帮助美国实现其国家安全目标方面的潜力越来越大。 

美发布《关键和新兴技术国家标准战略》,3D打印未被提及,但支持力度继续加大

美国《关键与新兴技术清单2020与2022版对比(来自道琼斯风险合规)

美发布《关键和新兴技术国家标准战略》,3D打印未被提及,但支持力度继续加大

美国各部门对各战略目标的支持清单

美国仍然在3D打印技术的某些领域保持着全球领先地位。

大型连续纤维3D打印技术

连续纤维3D打印技术综合利用工业机器人、末端执行器、原位检测、智能监测与机器学习等技术,能够快速输送、沉积连续纤维增强体。美欧3D打印技术开发商与机器人制造商已共同开发了一系列先进的连续纤维3D打印设备与制造工艺,诞生了Orbital Composites、Continuous Composites、Arris Composites等公司。在该技术领域,我国发展滞后。

增减材3D打印技术

该技术在航空航天、军事等领域具有重要价值,并因此名列2020年的出口管制名单。美国洛马公司、HybridManufacturing Technologies、Fabrisonic、Relativity Space等公司在该领域都颇有建树,尤其以Relativity Space世界最大金属3D打印机最为知名,借助强大的增减材混合制造能力,该公司能够在30天内打印出整个火箭整流罩,并能在短短60天内生产出整枚火箭。

粘结剂喷射3D打印技术

美国在该技术领域保持绝对领先地位,几大粘结剂喷射3D打印的供应商,Exone、Desktop Metal、GE Additive、HP均是美国企业。该技术能够有效解决3D打印工艺过程中的高成本、相对较长加工周期的问题,从而将金属3D打印推向批量化生产。这项技术被汽车行业广泛看重,福特、大众等公司也与相关企业展开了相关合作。而在同技术领域,国内目前鲜有可商业化的产品。

无支撑金属3D打印技术

不需支撑或少支撑进行大尺寸金属3D打印对许多工业最终用户来说非常有吸引力,此举在增加设计复杂性、简化后处理方面至关重要。美国Velo3D公司在该技术领域保持绝对领先地位,国内鲜有该方面的技术,更无产品。通过集成质量保证体系及先进的软件系统以及无支撑技术,该公司获得了来自航空航天和能源市场的充足客户。

3D打印仿真软件

3D打印工艺仿真主要研究加工参数、粉末、几何构型等因素对于宏观变形、残余应力、部件微观内部金相组织及性能的影响,对于零件控形控性研究与生产具有重要价值。在该技术领域,美国有ANSYS、Netfabb等成熟的解决方案,而我国目前还处于研究阶段。

先进设计软件

面向增材制造的先进设计工具集合了强大的几何建模和仿真分析功能,并在充分考虑增材制造工艺特点的基础上,帮助工程师快速掌握面向增材制造的设计方法,充分发挥增材制造带来的广阔自由度,同时可重复使用的工作流使设计流程走向自动化。美国nTopology是知名的优化设计平台,此软件开发出了一些列优秀的设计,在技术领域国内存在很大差距。

美国两党基础设施法的资金以及一系列相关的政府行动正被用于推动美国的先进制造业,这标志着将推动美国3D打印和其他先进制造技术的进一步快速发展。由于国家竞争意识的存在,对美国来说,对新技术领域尤其是先进制造技术的投入显得更为急迫,其力图确保与中国等国家拉开更大的差距,获得绝对的领先地位。
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