美国空军3D打印跑道项目获得第二阶段SBIR资金

去年,ITAMCO(印第安纳科技及制造公司)，该公司专注于探索传统生产工艺的替代品，并与来自普渡大学为了创建一个机场跑道垫的3D打印版本供美国空军用于临时或远征飞行行动。

在赢得竞争的SBIR(小企业创新研究)项目第一阶段的资金后，该团队能够为3D打印跑道垫的第二阶段项目资金进行竞争，并宣布已获得这一资助。

鼓励设在美国的小企业作为SBIR计划的一部分开展联邦研究/研究与开发工作，并以可能的商业化为最终目标。ITAMCO自1955年以来一直为重型工业提供开放式齿轮传动和精密加工服务，并于2015年成功启动了“添加剂制造战略技术倡议”。ITAMCO及其合作伙伴确认了用于第一阶段的3D打印跑道垫的商业潜力、可行性和技术价值，但第二阶段将看到团队进入原型和测试过程。

我们经常听到在讨论军事目标时使用的“准备状态”一词，即衡量一支部队完成其任务的能力。自越南战争以来，美军经常使用由AM-2制成的便携式跑道表面，这是一种铝制的垫子。虽然这已经成功了几十年，空军相信现在是升级的时候了，ITAMCO的研究项目小组已经做好了交付的准备。

该小组的研究目标一直是创造一个替代的AM-2跑道垫使用强大的滚动，或板材，技术，和添加剂制造将提供多方面的好处，在这方面的努力。便携式气道垫需要足够强大，以支持在许多飞机起飞和降落，但仍然容易储存和设置。与Pablo Zavattieri合作，他是普渡莱尔斯土木工程学院该小组提出了一种解决方案，其特点是上表面与下表面相匹配，并使用相变细胞矩阵(PXCM)的几何结构来帮助解决垫必须承受的载荷和剪切应力。

Zavattieri教授解释说：“主要的优点是，它不仅可以用作吸能材料，而且与许多其他为此目的设计的材料不同，PXCM是可重复使用的，因为没有不可逆转的变形。”

使用PXCM几何结构生成的项实际上可以从一种稳定的配置更改到另一种配置，然后再次返回。因此，在本质上，ITAMCO团队的3D打印跑道垫应该能够“治愈”自己，这肯定会增加产品的寿命。事实上，根据2016年条款由ASME发布，涉及普渡和通用汽车公司开发的PXCM，它们可以“缩放到几乎任何尺寸和3D打印”，也可以“执行类似于商业金属细胞结构的操作。能量不依赖塑性变形而消散。“

ITAMCO和普渡公司也在使用Atlas 3D公司的Sunata，这是一种基于云的、符合ITAR标准的软件，由多家财富500强公司和国防部使用。该软件选择三维打印的最佳方向，并将自动生成必要的支持结构。新的用于制造跑道垫的3D可打印PXCM材料可支持在60天内5000次着陆和起飞周期的飞行操作，并可手工放置在适当密度的水平表面上。此外，跑道的性能不会受到碎片的负面影响。

新的PXCM解决方案的目标是每平方英尺3.5磅或更少，跑道垫的原型将被打印在ITAMCO的EOS M 290系统上。该小组将测试新的3D打印原型针对MIL-Spec现有的AM-2跑道垫，以及准备最后的维修现场和该垫子的能力恢复到原来的形状和功能，具有充分的操作能力，30分钟后压实。