美国空军维修配件成本高昂，投资5.5亿美元与3D打印等公司合作
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2020年11月2日获悉，工业3D打印机制造商Essentium获得了美国空军（USAF）一份为期四年的合同，目的是推动先进增材制造（AM）解决方案的开发和部署，应用于工具、地面支持、维护维修和老旧机队的大修，以及军用飞机和地面车辆的飞行认证部件。 这个项目的名称为 "Advanced Additive Manufacturing for the Airman"，是美国空军新的合作组织AFVentures 5.5亿美元的战略融资(STRATFi)计划的一部分，这项计划的目的是确定和推进有可能保护和促进美国空军未来优势的技术。 通过提高增材制造生产和开发认证材料，以无与伦比的速度和成本生产出质量稳定的增材制造部件，这项合同有可能为美国空军和国民警卫局（NGB）节省数百万美元。Essentium-USAF项目团队将使用Essentium的高速挤压（HSE）3D打印平台测试和开发新的材料和工艺，以保护和推进美国空军的竞争力和战略能力。 由于打印速度对快速生产零件和减少认证新材料用于飞行所需的时间都很有用，因此选择Essentium的HSE系统来创新地解决生产、供应链和采购方面的挑战。在2020年3月12日AFVentures启动仪式之前，这家3D打印机供应商与其他20家公司一起被选中。当时，美国空军负责采办事务的助理部长威尔-罗珀宣布成立AFVentures，作为 "美国空军与小企业合作，为战士的关键技术提供资金的保护伞"。
△Essentium的高速挤出（HSE）3D打印平台，图片由Essentium提供 根据美国空军的一份报告，这21家 公司将通过AFVentures的STRATFi获得为期四年的固定价格合同，总价值超过5.5亿美元。这笔金额包括超过1亿美元的小企业创新研究(SBIR)基金，超过1亿美元的美国空军资金，以及3.5亿美元的私人投资，未来几年这些资金很有可能只会越来越大。罗珀在华盛顿发言时强调，美国需要投资小企业，扩大工业基础，并保持对全球竞争对手的优势，因为它们是当今世界颠覆性技术的关键来源。 至于Essentium的项目，美国空军快速维持办公室副项目执行官Nathan Parker提出，"由于有了像Essentium的增材制造解决方案这样的尖端技术，开发安全关键的飞机部件比以往任何时候都更快。Essentium展示了使用Essentium HSE 3D打印平台创建零件的能力。我们将共同努力，推动增材制造技术向前发展；以实现更快的飞机维修，大幅缩短零件交付时间，让我们的战机做好准备。" Essentium提出，美国空军一直面临着加速飞机维修、降低成本、让飞机快速重返空中的压力。 由于结构性开裂和腐蚀问题，许多飞机的长期使用导致维护和维修成本增加。空军5300多架现役飞机中，许多飞机都在老化，虽然替换零件稀缺，但要找到愿意恢复生产可能多年不重新订购的零件的制造商也是一个挑战。Essentium介绍说，一次订购一到两个的零部件极其昂贵，而且需要特别长的等待时间。此外，用较新的型号替换大量老旧飞机可能会变得非常昂贵，到2030年代中期，每年的费用高达260亿美元。实施像3D打印这样的技术，可以延长这些老化飞机系统的寿命，降低运行和维护成本。
△2020年3月12日，空军负责采购、技术和后勤的助理部长威尔-罗珀在AFVentures发布会上，图片由美国空军/Andy Morataya提供 作为对硬件能力的补充，Essentium的工程师将利用他们在材料科学方面的专业知识，为军用规格（MIL-spec）材料提供即插即用的替代品，如酚醛材料--一种常用的树脂基复合材料，适用于军用车辆和飞行器的面板和装甲。团队声称，与美国空军现有解决方案相比，它的目标是在大幅减少时间和成本的情况下认证四倍数量的材料。 2018年4月，3D打印公司Essentium宣布将推出的HSE 3D打印机可以打印速度高达1m/s。
△Essentium高速挤出3D打印机 2019年1月，Essentium在A轮融资中筹集了2220万美元，该轮由巴斯夫风险投资公司牵头，其他跟投者包括Materialise，Genesis Park和之前的种子轮投资者。
该公司新的超速挤压（HSE）平台（75,000美元）采用了Essentium的专利FlashFuse技术，这是一种由两部分组成的电焊解决方案，结合纳米材料技术和硬件技术，利用等离子体的力量来解决长期困扰FDM打印部件的Z轴强度问题。使用这项技术，您现在可以在打印部件内部将各个层融合在一起。该技术具有可扩展性，可应用于任何类型的热塑性塑料。HSE平台提供高打印速度，使用Essentium FlashFuse可以达到注塑部件的强度，以及在不到3秒的时间内将喷嘴从20°C加热到600°C的能力，使其成为完整解决方案的平台实现增材制造的工业应用。 来源：南极熊
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