在加拿大自然科学和工程研究委员会(NSERC)的主要投资下，增材制造整体创新网络(hiam)汇集了来自7所加拿大大学的领先金属增材制造专家，共同研究通过一系列增材制造技术制造部件的预制、制造和后制造相关的基本科学问题，主要关注结构金属。
该网络的目标是提供现实的、可转移的解决方案，以鼓励加拿大制造业采用金属添加剂工艺。它促进了加拿大先进材料加工和表征、粉末合成、合金开发、先进工艺模拟和建模、精密刀具路径规划、控制、传感和应用等领域领先研究小组之间的合作。
投资于创新
HI-AM网络主要致力于以下研究:
-根据最佳工艺参数定制材料开发
先进的工艺建模和耦合组件/工艺设计
-在线监控/计量和智能过程控制策略
-创新的添加工艺和添加制造的部件
英属哥伦比亚大学先进材料加工集团的Steve Cockcroft教授，他的同事Farzaneh Farhang Mehr博士，该大学的增材制造实验室主任，Daan Maijer教授，Chad Sinclair, Yusuf Altintas和Rizhi Wang教授专注于第二和第三项。
为了促进他们的工作，该大学最近获得了一台GE Additive Arcam EBM Q20plus机器，得到了加拿大创新基金会(CFI)和不列颠哥伦比亚知识发展基金(BCKDF)的资金支持。
英属哥伦比亚大学(UBC)是加拿大第一所在研究环境中纳入Q20plus系统的大学，也是北美西海岸唯一的该类型机器。
电子束熔炼技术的研究进展
Cockcroft教授及其同事的工作将工业和实验室实验与几种工业制造过程的分析、优化和设计中的数学建模相结合，主要关注两种轻金属加工技术:
-钛合金电子束精炼和铸造，用于航空航天领域
-铝合金的先进压铸，用于汽车行业
UBC的团队专注于理解和量化商业操作中发生的复杂运输过程，以实现过程生产率、能源效率和产品质量和性能的提高。Q20plus系统的加入将支持UBC团队开发新颖、稳健和高效的数值模型，这些模型将成为模拟电子束粉末床熔合(PBF)过程不同方面的新工具。
3D打印通用电气在嘉兴北沐辰。图片:通用电气/格哈德·布兰克www
图片:通用电气/格哈德·布兰克www。
重点关注领域包括:电子束-粉末/熔体池能量输运和固结，宏观能量输运和热应力诱导的构件变形。预计其结果将影响工艺生产率、零部件质量，使电子束技术能够在航空航天、汽车运输和医疗部门得到采用并得到支持。
Q20plus具有更大的平台、更新的电子枪和控制系统，将使UBC团队能够进行基础研究，并向当地工业和潜在终端用户展示该技术的能力。
“添加剂(3D)金属打印将显著扩大我们使用结构金属制造的能力。在交通运输领域，这为航空推进系统和汽车传动系统(包括电动和常规热机)的轻量化和提高效率提供了新的机会。在生物医学领域，这项技术将允许医疗从业者根据个人的解剖结构定制骨骼植入物的几何形状，并使用与生物系统更兼容的材料，”Steve Cockcroft教授说。
“Arcam EBM Q20Plus机器是一种独特的设备。我们希望在UBC创建一个增材制造实验室，在这里，用户不仅被鼓励探索设备的能力，而且有机会获得对增材制造过程的基本理解，这是实现该领域的重大突破所必需的。我们希望将这项技术介绍给各种用户，包括本科生作为他们课程工作的一部分，研究生作为他们论文研究的核心部分，以及我们的工业合作伙伴，作为一种支持他们探索这一令人兴奋的新技术的方式。”Farzaneh Farhang Mehr博士说。
“Arcam EBM Q20plus系统将为UBC的研究和教学基础设施提供最先进的金属3D打印增材制造能力。该交钥匙系统将被研究生用来开发金属增材制造加工的新知识，从而提高印刷零件的质量和工艺效率。该设施还将作为UBC材料工程和新制造工程专业本科生的学习平台，”英属哥伦比亚大学材料工程系主任Daan Maijer教授说。
材料推动添加剂前进
HI-AM网络映射了NSERC的愿景，确保加拿大在增材制造领域的领导地位。国家对增材创新的持续投资以及对材料科学研究和开发的统一承诺，正在帮助科学家开发新的工艺和材料，以确保增材制造能够充分发挥其潜力。随着添加剂的采用，从宏观到微观的长度尺度范围内对材料的更好理解的需求也在增加。
“材料科学家正在努力解决添加剂带来的一些挑战的问题。与此同时，他们正在展望更远的领域，以预测和响应未来的需求。为了帮助科学家取得成功，我们需要把最好的技术和创新交到教职员工和研究人员手中，”材料技术主任、HI-AM网络科学顾问委员会成员Behrang Poorganji博士说。
通用电气的添加剂
www.ge.com/additive
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