奧本大學引入全美尖端3D碳纖維打印系統,引領高超音速技術革新

亨茨維爾市奧本大學應用研究所(AUARI)官方撰文稱為其研發實力注入"硬核力量"。

近日,奧本大學亨茨維爾應用研究所成功安裝了CF3D企業級工作站。這臺由連續復合材料公司研制的高性能工業級3D打印系統,是目前阿拉巴馬州唯一投入運營的同類型設備。

該研究所與奧本大學聚合物及先進復合材料中心(CPAC)、航空航天工程系合作,近日成功引進CF3D企業級工作站——這套將定義美國國家高超音速計劃未來的新一代3D碳纖維復合材料打印機,由愛達荷州連續復合材料公司研發,代表著高度專業化的先進制造能力,也是目前阿拉巴馬州唯一投入運營的同類型系統。

"這是本地區首創的尖端能力,"奧本大學增材制造設計團隊首席研究工程師盧克·博耶表示,"全球現存的CF3D系統屈指可數,作為阿拉巴馬州唯一擁有該技術的機構,奧本大學將成為大尺寸連續纖維復合材料制造的樞紐。這將引起亨茨維爾相關領域決策者的高度關注。"

連續復合材料公司首席執行官史蒂夫·斯塔納對此深表認同:"亨茨維爾始終是美國高超音速發展的引力中心,而奧本大學的投資精準把握了關鍵方向。CF3D企業級工作站的引入為奧本大學及其合作伙伴提供了現代化復合材料制造能力,更打開了探索以往難以企及結構概念的工具箱。"

與傳統復合材料鋪層工藝不同,CF3D能沿優化載荷路徑沉積連續纖維,實現高度定制化的強度重量比性能。博耶指出這項能力將從根本上改變工程設計范式:"這不僅是打印材料,更是打印結構。CF3D讓我們能精準控制纖維走向以適應載荷需求,為航空航天與國防合作伙伴開辟了全新的設計空間。"

航空航天工程系副教授蘇哈西尼·古魯拉賈強調了該技術對高超音速材料研究的變革性潛力:"我們首次能夠構想打印近凈形架構復合材料,讓連續纖維貫穿復雜三維幾何體。這種精度水平直接轉化為高超音速結構性能提升——從鼻錐體、前緣、控制面到熱防護組件,這些部件承受的過載和摩擦熱能足以熔化金屬。這徹底改變了我們航空航天工程師的研究疆界,將曾經僅存于構想的設計轉化為可實現的實體結構。"

除與聚合物及先進復合材料中心及航空航天工程系開展材料研發合作外,奧本大學應用研究所正圍繞應用驅動型合作模式構建CF3D平臺,推動產學研協同創新。"這套設備不會成為玻璃櫥窗里的展品,"博耶強調,"它是為實際項目服務的——快速原型制造、可持續解決方案、飛行驗證演示器。我們正在構建從概念設計到結構驗證的快速通道,將傳統數月的周期壓縮至數天。"

這種提速能力對迫切希望加速試驗、縮短研發周期的美國國防部資助方尤其珍貴。CF3D系統更將融入研究所更廣闊的先進制造生態系統——涵蓋聚合物增材制造、金屬增材制造、檢測、仿真及后處理等環節,形成博耶所稱的端到端解決方案"全棧能力"。

CPAC主任、化學工程系烏特勞特家族講席教授布萊恩·貝金漢姆表示:"我們非常榮幸能合作將這項尖端能力引入大學,期待通過與奧本大學應用研究所和航空航天工程系的共同努力,在重要材料設計與加工研究領域取得突破。這將使主校區師生既能推動基礎材料科學發展,又能為實際應用提供解決方案。"

博耶認為,這些實際應用對于奧本大學應用研究所的另一項核心使命——人才發展——同樣具有不可估量的價值。"接受過CF3D培訓的學生和專業人士將獲得極其稀缺的技能,"他表示,"這是復合材料設計和制造的未來,而我們正在為阿拉巴馬州培養引領這一未來的人才。"

來源:Auburn University官網

作者:Jeremy Henderson