美国国防高级研究计划局（DARPA)支持Elementum 3D研究最稀有的金属——铼

导读：美国军方和情报投资基金加大对3D打印材料（尤其是金属）市场的资助，这是否表明了整个增材制造行业正处于扩大和整合的时期呢？让我们拭目以待。

2022年5月，南极熊获悉，美国国防高级研究计划局 (DARPA) 与Elementum 3D签订了一份创新研究(SBIR) 的合同，以拓展铼这种金属在增材制造中的应用。

确定“铼”的增材制造研究项目
铼是最后被发现的稳定元素，是地壳中最稀有的元素之一。它是除钨以外熔点最高的金属，也是所有稳定元素中沸点最高的，同时也是密度第四高的元素。它的稀有性和独特性使之成为一种极受欢迎且价格昂贵的商品，最常用于制造喷气发动机、火箭和导弹推进系统。

△铼。图片由维基百科提供

美国联邦政府历史最悠久、最具影响力的研发机构之一美国国防高级研究计划局 (DARPA) 已与Elementum 3D签订了一项直接进入第二阶段创新研究(SBIR) 的合同，以便Elementum 3D可以开发用于铼应用的增材制造 (AM) 方法。铼具有很多优良的特性，但这也是使其难以通过传统冶金技术进行制造的原因。铼的高熔点使其易产生加工硬化。因此，这种金属几乎总是与其他金属（主要是钨和镍）作为合金使用。DARPA 资助 Elementum的主要目的之一，是开发使用铼作为单独的解决方案，而不仅仅是作为合金。

Elementum的RAM技术
美国增材制造材料开发商Elementum 3D的反应性增材制造（Reactive Additive Manufacturing ,RAM）技术已在美国，加拿大和澳大利亚获得专利。RAM工艺的主要特点就是可以使用以前无法3D打印的材料，来扩展增材制造的材料库。随着增材制造行业的发展，金属3D打印在许多关键行业呈现出有利的应用，但可以打印的金属材料种类有限，限制了其广泛采用。

Elementum 3D成立于2014年，前身为Sinter Print，是一家专注于先进金属、复合材料和陶瓷快速成型制造研发的公司。这些材料是为了满足高耐用性、高强度和轻量化解决方案的需求而设计的。该公司使用其专利的RAM工艺生产，有助于防止在凝固过程中出现裂纹。RAM技术使Elementum 3D能够开发出一系列快速成型制造粉末，这些材料通常难以使用直接金属激光烧结（DMLS）系统进行打印。包括基于成熟的锻造合金的高性能合金粉末，包括铝1000、2024、6061、7050和7075等。



可以说，Elementum在材料研究和制造方面有着丰富的经验，那么他们到底能否使用铼金属进行增材制造呢？让我们一起拭目以待吧！

Elementum的签订项目
SBIR 计划是美国小企业管理局 (SBA) 的一项赠款计划，每年提供约25亿美元用于资助小企业的研发。其中10亿美元由国防部花费，剩余的15亿美元用于美国国立卫生研究院（NIH）和农业部等机构。SBIR 第二阶段拨款“最高 100 万美元，最长 2 年”。当公司证明他们已经用非 SBIR 资金完成了第一阶段时，他们将获得第二阶段的资助。现在SBIR将提供给Elementum第二阶段的资助了，这就表明Elementum已经在3D打印铼的研究中有了初步的成果。


△图片由 Elementum 3D 提供

Elementum 3D专注于金属增材制造的解决方案，尤其是激光粉末床融合 (LPBF) 3D 打印，它已在至少三个项目中获得SBIR的资助。该公司从NASA获得了2020年的第一阶段资金，用于与Masten Space Systems合作，对金属3D打印燃料喷射器进行热火测试。Elementum 在2021年收获得了两份 I 期合同：一个再次来自美国宇航局，开发用于软磁材料的增材制造技术。另一个来自美国海军，用于开发 3D 打印金属合金的建模框架。此次Elementum与DARPA签订的第二阶段合同的是为了扩大铼最终商业化3D打印的测试。