ASTRO America牵头166万美元金属3D打印零件实时检测项目，加速航空航天应用

2025-10-10 13:10:12 3D打印检测, 金属增材制造, 航空航天制造

ASTRO America牵头的166万美元3D打印检测项目正式启动，聚焦金属增材制造（LPBF）零件的实时层级检测与缺陷预测。项目联合Applied Optimization、宾州州立大学应用研究实验室、佛州州立大学、科罗拉多矿业学院、霍尼韦尔航天及洛克希德·马丁，旨在将传统CT扫描数小时的检测缩短至1小时以内，降低高达90%成本。该技术将推动复杂航空航天结构件、轻量化部件及高效热交换器的应用，加速增材制造在航空、能源与海军领域的规模化落地。

美国应用科学与技术研究组织（ASTRO America）将负责一个总额为166万美元的项目，旨在改进复杂3D打印零件的检测和认证流程。该项目通过美国制造协会（America Makes）及国防制造与机械中心（NCDMM）下的QTIME项目资助，将重点关注激光粉末床熔融（LPBF）技术。

“这项资助将使我们能够专注于解决金属3D打印中最大的瓶颈之一：检测问题，”ASTRO America副总裁兼总经理Abdalla Nassar博士表示，“通过将实时逐层监控与先进建模和分析相结合，我们的团队将提供一个框架，从而减少检测时间和成本，同时增强行业在扩大应用规模时的信心。”

项目的关键合作伙伴包括Applied Optimization，提供高分辨率熔池成像和预测应力建模；宾夕法尼亚州立大学应用研究实验室，专注于自动CT缺陷检测及神经网络驱动的图像分析；佛罗里达州立大学，提供基于缺陷的变形建模；科罗拉多矿业学院，负责材料表征及变形模型验证；霍尼韦尔航天，提供系统集成和工程支持；洛克希德·马丁，提供项目执行指导的顾问支持。

3D扫描零件检测。图片来源：Tradiebot

项目范围、应用及目标

选择LPBF工艺是因为其能够制造高度复杂的格构结构和薄壁设计，使其特别适用于航空航天和国防应用。尽管这些结构具有显著优势，但其广泛应用仍受检测难题的限制。

为此，ASTRO牵头的团队计划实施原位、逐层检测，实现几乎实时的缺陷发现和构建过程中变形预测。该计划旨在将传统CT扫描数小时的检测时间缩短至一小时以内，同时将成本降低高达90%。

ASTRO America将管理使用Inconel 718材料的零件生产，并在Colibrium Additive M2 Series 5金属3D打印系统中集成先进传感器系统。潜在应用包括轻量化结构零件和复杂热交换器，预计在航空、能源及海军领域带来显著效益。

M2 Series 5套件的Fringe Inspection配备3D可视化软件，可显示零件缺陷摘要及质量图表。图片来源：Phase3D

弥合增材制造的检测空白

在高风险应用中，检测和认证仍然是扩大增材制造应用规模的关键挑战。ASTRO America的这一计划反映了一个更广泛的努力，即加速在增材制造供应链中部署经过验证的、应用特定的检测技术。

去年，美国制造协会公布了一项总额为600万美元的项目评选结果，旨在推进增材制造材料与工艺发展。在入选项目中，RTX技术研究中心牵头“利用原位高度映射数据进行检测”项目，以提高尺寸精度；而R3 Digital Sciences开发了一个将过程监控与外部检测工作流程整合的框架。今年早些时候，该组织还在五个提案中共拨款120万美元，用于解决认证挑战、数据标准和机器可靠性问题。