宾夕法尼亚州立大学领导的研究团队已获得美国国防部高级研究计划局（DARPA）“结构独特解决方案保证性能”（SURGE）项目的100万美元资助，用于开发新的金属3D打印质量控制方法。该项目为期两年，旨在在打印过程中而非打印完成后检测金属部件的孔隙缺陷。该团队将在打印平台中安装声学传感器，并使用超声波麦克风实时识别缺陷。
该研究团队获得了一项为期两年、价值100万美元的资助，用于推动金属增材制造技术的革新。团队成员从左至右依次为：西北大学机械工程系副教授孙涛；宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学系副教授Christopher Kube；材料研究所附属工程科学与力学系、声学系副教授Andrea Argüelles；材料科学与工程系、机械工程系教授Allison Beese。(图片来源：Chris Kube)
宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学副教授克里斯托弗·库贝 (Christopher Kube) 将领导这个多学科团队。联合首席研究员包括宾夕法尼亚州立大学的教员艾莉森·比斯 (Allison Beese) 和安德里亚·阿圭勒斯 (Andrea Argüelles)，以及西北大学的孙涛 (Tao Sun)。他们的方法利用了激光金属打印中熔池在气泡形成时会发出独特声波的特性。
“我们的技术基于用短时超声波刺激熔池，使气泡对着安装在构建室内的声学麦克风‘唱歌’，”Kube 解释道。这项研究将利用阿贡国家实验室先进光子源的高速 X 射线成像技术，为解读打印过程中的声学特征提供参考数据。
目前的金属3D打印工艺需要使用X射线计算机断层扫描进行后期生产检测，这会增加制造时间和成本。该团队的目标是开发一种技术，能够在打印过程中可靠地测量25微米的亚表面孔隙，并将其定位在125微米以内。这项技术可以显著提高国防应用的生产效率。
测试将在宾夕法尼亚州立大学和先进光子源进行，最终演示计划于2026年底在宾夕法尼亚州立大学使用激光粉末床熔融3D打印机进行。该项目是仅有的四个入选DARPA SURGE项目的团队之一，该项目专注于高风险、高回报的研究项目。
来源：psu.edu
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