2026年3月28日，获得880万美元拨款，用于启动金属3D打印研究项目的第二阶段，旨在缩短美国空军飞机3D打印部件的认证时间和降低成本。俄克拉荷马大学（OU）和橡树岭国家实验室（ORNL）牵头开展这项工作，并与空军后勤保障中心、空军研究实验室和俄克拉荷马城航空后勤中心合作。
△图片来源：俄克拉荷马大学
项目旨在解决一个具体问题：服役六十年或更长时间的战机越来越依赖于传统供应链不再提供的零部件，因此按需制造替换零件的能力关乎国家战备，而不仅仅是便利。俄克拉荷马大学负责研究和合作的副校长马修·赫尔弗表示：“这项合作体现了俄克拉荷马大学在增材制造和先进制造领域的实力，这对于我们的国家安全至关重要，并支持俄克拉荷马州航空航天和国防工业的持续发展。项目旨在简化机队的适航流程，充分体现了我们在国家安全领域以影响为导向的研究发展方向。”
△美国空军技术军士罗赫利奥·洛佩兹利用3D打印技术制造飞机替换零件。图片来自美国空军
重新思考3D打印部件的认证流程
适航认证面临着独特的挑战。目前，增材制造中使用的材料、几何形状和设备都需要单独测试，才能使零件获得适航认证，这使得整个过程既昂贵又耗时。本项目将开发一种新的3D打印零件测试和认证系统，通过数字化跟踪整个制造过程，而非单独测试每个步骤。这种数据驱动的方法使得零件能够在各种机器和平台上制造，同时仍能满足严格的军用安全要求。
新方法摒弃了零散的测试方式，转而对整个制造过程进行数字化跟踪。通过在每个步骤收集数据，系统能够使零件在不同的机器和平台上打印，同时仍符合军用安全标准。这项计划的实施将显著缩短飞机零件的制造和维修时间，并为空军后勤保障中心、俄克拉荷马城航空后勤中心及其各自的供应链建立一套统一的标准化认证流程。项目第一阶段的重点是利用激光粉末床熔融技术生产替换部件。俄克拉荷马大学加洛格利工程学院研究副院长扎赫德·西迪克说道：“在第二阶段，除了制造新部件外，我们还将研究部件的维修，并利用人工智能和现场监测进行质量保证。”
△飞机内部场景。图片来自美国空军快速保障办公室
构建生态系统，而不仅仅是一个过程
这项研究将持续到2028年，并以俄克拉荷马大学（OU）和橡树岭国家实验室（ORNL）于2025年4月宣布的合作项目为基础。当时，两家机构通过俄克拉荷马大学的“苏纳先进制造实验室”（Sooner
Advanced Manufacturing
Laboratory）在俄克拉荷马州诺曼市建立了一个增材制造中心。本研究的部分工作涉及部署ORNL的Peregrine软件，旨在检测金属打印过程中的缺陷。美国空军研究实验室融合制造高级科学家马克·本尼迪克特说：“增材制造认证的标准化是航空航天业普遍存在的问题。俄克拉荷马大学和橡树岭国家实验室的合作正在加速这项技术在我们保障体系中的应用。”
橡树岭国家实验室国家安全科学副主任莫·哈利勒(Moe
Khaleel)直言不讳地指出其中的利害关系：“保障对于美国空军乃至整个战争部的战备至关重要。我们很荣幸能与俄克拉荷马大学和空军合作，普及国家实验室的能力——例如Peregrine软件——这可以加速制造创新，并最终制造出无缺陷、即刻可用的零部件。”
△2025年，俄克拉荷马大学宣布与橡树岭国家实验室（ORNL）开展战略合作，通过俄克拉荷马大学的“苏纳先进制造实验室”（SoonerAdvanced
Manufacturing Laboratory）在俄克拉荷马州诺曼市建立一个尖端的增材制造中心。图片来自俄克拉荷马大学
阻碍军用3D打印发展的资质差距
事实证明，获得3D打印部件的飞行认证远比打印本身要难得多。国防机构普遍认为，认证环节缓慢、昂贵且难以规模化。国防部门一直在努力解决这个问题。国防后勤局2026财年预算资助了两项专项计划：一是“联合增材制造可接受性计划”（涵盖第一至第四阶段），旨在制定3D打印部件的统一鉴定标准；二是“联合增材制造模型交换计划”，这是一个集中式的认证3D模型库，可供国防部各部门访问。
美国制造协会和国家国防制造与加工中心也发起了一项 170 万美元的资金征集活动，旨在通过引入一套统一的流程控制要求来扩大国防部合格增材制造供应商的数量，从而取代目前逐个零件、逐台机器的方法，这种方法会减慢供应商的准入速度，并给国防工业基础带来压力。
OU-ORNL 项目秉承同样的理念，但更进一步，构建了一个数据驱动的鉴定框架，将整个制造过程作为一个连续的工作流程进行跟踪，而不是孤立地认证每个变量。
来源：南极熊
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