其中,材料研究實驗室是世界公認(rèn)的五大材料研究中心之一,研究范圍寬廣,在全球范圍內(nèi)影響力巨大。復(fù)合材料研究所(LosAlamos)則是加州大學(xué)圣芭芭拉分校與洛斯阿拉莫斯國家實驗室合作成立研究項目,主要從事金屬復(fù)合材料和工程材料方面的研究。此外,先進(jìn)材料中心(MC-CAM)則是與日本三菱化學(xué)公司(MitsubishiChemical)合作成立的研究機(jī)構(gòu)。
賓夕法尼亞大學(xué),主要研究如何研發(fā)新型高強(qiáng)度、高韌性合金材料,致力于金屬間化合物的基礎(chǔ)系統(tǒng)研究,比如鈦鋁合金和銀鉬合金等。
此外,康涅狄格大學(xué)、密歇根理工大學(xué)、田納西大學(xué)、奧本大學(xué)、新墨西哥礦業(yè)技術(shù)學(xué)院、密蘇里大學(xué)-羅拉分校、普渡大學(xué)、凱斯西儲大學(xué)、密歇根州立大學(xué)伍斯特理工學(xué)院等院校的材料科學(xué)與工程專業(yè)名氣雖不如MIT等名校,但這些學(xué)校的材料工程偏重金屬材料的研究,各有千秋。
康涅狄格大學(xué)材料科學(xué)研究所(IMS)成立于1965年,是一個先進(jìn)材料研究中心,研究所占地面積達(dá)80000平方英尺。該研究所材料科學(xué)方面的研究橫跨金屬聚合物、金屬納米材料、生物醫(yī)學(xué)金屬材料等領(lǐng)域。此外,該研究室擁有一系列生物金屬材料、金屬材料加工、金屬機(jī)械材料測試、核磁共振及磁檢測、金屬粉末特征等相關(guān)的先進(jìn)研究儀器設(shè)備。
“美國學(xué)校做的也都是基礎(chǔ)方面的研究為主,很多學(xué)校研究資金的來源都是NASA!币晃恍录悠履涎罄砉ご髮W(xué)機(jī)械與宇航工程系研究員表示,“就增材制造(3D打。┥婕暗慕饘俨牧戏矫妫绹龅帽容^好的學(xué)校有德雷克賽爾大學(xué)、密蘇里大學(xué)和卡耐基梅隆大學(xué)等!
“在以上大學(xué)中,德雷克賽爾大學(xué)的鈦合金、鎂合金研究比較出色,鈦合金可用于人造植入物,鎂合金可以溶解,用于飛機(jī)制造。密蘇里大學(xué)準(zhǔn)備要做這方面的研究,最近剛爭取到資金支持;卡耐基梅隆大學(xué)研發(fā)了10年的鈦合金,但沒什么特別的成果!鄙鲜鲅芯繂T進(jìn)一步表示。
美國國家增材制造創(chuàng)新研究所陣容龐大
在美國,除了世界鼎鼎有名的橡樹嶺國家實驗室、勞倫斯伯克利國家實驗室、阿貢國家實驗室、埃姆斯國家實驗室、國家航空航天局(NASA)設(shè)有專門的研究金屬材料團(tuán)隊之外,還有一些并不耳熟能詳?shù)窃诟叨私饘傺芯款I(lǐng)域極具地位的研究所,其中包括美國金屬加工技術(shù)國家中心(NCEMT)、美國國家增材制造創(chuàng)新研究所。
橡樹嶺國家實驗室下設(shè)一個專門的材料科學(xué)和技術(shù)部,該部門是由之前的凝聚態(tài)物質(zhì)科學(xué)部和金屬與陶瓷部整合而成的,金屬方面的研究涉及合金、材料在極端環(huán)境,如高溫、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)、強(qiáng)輻射下的交互以及材料的物理應(yīng)用,其中包括材料的超導(dǎo)、熱電、儲氫、光電催化、能源存儲性能等。
埃姆斯國家實驗室材料制備中心(MPC)對金屬的研究開發(fā)業(yè)界知名的,在2013年1月份,美國能源部宣布在該實驗室設(shè)立重要材料研究所(CMI),主要目的是解決維護(hù)美國能源安全所需的稀土金屬和其他材料短缺的問題。
美國金屬加工技術(shù)國家中心專業(yè)研究范圍包括金屬的澆鑄、半固態(tài)、成型、焊接和粉末冶金,其中粉末冶金等靜壓技術(shù)的研究處于前沿。
“鈦合金在航空航天領(lǐng)域用得比較多,現(xiàn)在可以用激光及電子束加工成型,這些金屬加工技術(shù)是這幾年才興起來的。”前述南洋理工大學(xué)研究員向記者表示。
而這位研究員提到的用激光和電子束加工成型的技術(shù)正是近年來炒得火熱的3D打印,也叫做增材制造。作為科技強(qiáng)國,美國在這方面自然不甘人后,2012年10月,美國在俄亥俄州揚(yáng)斯頓成立了首個世界前沿的國家增材制造創(chuàng)新研究所(NAMII)。
美國國家增材制造創(chuàng)新研究所由來自行業(yè)、學(xué)術(shù)界、政府和勞動力發(fā)展資源領(lǐng)域的成員組成,是奧巴馬政府提議在全國建立的15個制造業(yè)創(chuàng)新學(xué)院的一個。
目前該研究所至少擁有85家公司,主要包括全球知名的特種金屬生產(chǎn)商阿勒格尼技術(shù)公司、馬丁航空公司,以及3D打印公司ExOne公司、波音公司、通用動力、通用電氣、IBM等企業(yè),此外,還包括至少13所研究型大學(xué),主要有卡內(nèi)基-梅隆大學(xué),凱斯西儲大學(xué),肯特州立大學(xué),賓夕法尼亞州立大學(xué),羅伯特莫里斯大學(xué),美國里海大學(xué)、阿克倫大學(xué),匹茲堡大學(xué)、揚(yáng)斯頓州立大學(xué)以及9個社區(qū)學(xué)院和18個非營利機(jī)構(gòu)。
研究所所有成員的目標(biāo)是將3D打印技術(shù)轉(zhuǎn)變成美國制造技術(shù)的主流,而研究所的主管愛德華·莫里斯也表示,美國國家增材制造研究所正探索方法,把美國制造業(yè)再次轉(zhuǎn)變成主導(dǎo)全球經(jīng)濟(jì)的力量。
3D打印改變公司金屬加工方法
學(xué)術(shù)、研究和商業(yè)形成一體,相輔相成,不僅是美國眾多高校研究所和國家實驗室運(yùn)營模式,美國很多大型公司的研究和生產(chǎn)相結(jié)合的模式也日臻成熟,波音公司和通用電氣公司是當(dāng)之無愧的典型。
美國波音公司是世界上航空航天領(lǐng)域規(guī)模最大的公司,世界上最大的民用和軍用飛機(jī)制造商,也是美國國家航空航天局的主要服務(wù)提供商。除了設(shè)計和生產(chǎn)我們所熟知的民用飛機(jī)外,同時也是軍用飛機(jī)、衛(wèi)星、導(dǎo)彈防御、人類太空飛行和運(yùn)載火箭發(fā)射領(lǐng)域的全球市場領(lǐng)先者,而且還處于無人駕駛系統(tǒng)軍事技術(shù)領(lǐng)域的前沿。
波音公司研發(fā)機(jī)構(gòu)命名為鬼怪工程部(PhantomWorks),與該研究部產(chǎn)生的各種天馬行空的想法相互映襯。在美國,有4000多名波音員工投身