2025年6月，美國大學Worcester Polytechnic Institute (WPI)獲得Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)630萬美元資助，開發一項利用廢金屬進行現場增材制造的機器學習驅動工藝。項目名為"Rubble to Rockets"(廢墟變火箭)，目的是識別分析混合材料在熔化、組合并3D打印成功能部件前的行為特性。可用于在常規供應鏈無法使用的環境中生產必要組件，如偏遠救援行動或沖突地區。



        項目首席研究員、機械與材料工程學系副教授Danielle Cote表示："這項工作至關重要，讓我們能夠從未知來源材料構建高質量組件。我們目標不僅是構建單一解決方案，更是創建指導未來創新的框架。通過改善對材料性能的預測和理解，可以為多樣化且不可預測來源的增材制造奠定基礎。"Cote將與WPI助理研究教授Kyle Tsaknopoulos合作，團隊包括博士、碩士和本科生，項目計劃于2027年11月完成。
研究目標與行業合作
       研究團隊將利用Citrine Informatics開發的人工智能工具預測各種材料組合的行為，優化自動化材料表征過程，實現更快制造同時不犧牲耐久性或強度。作為實際演示，研究人員將開發原型探空火箭，測試混合金屬制造組件的結構完整性和可靠性。項目涉及多家分包商合作，包括Siemens、負責廢料轉換為粉末的Nightshade Corporation，以及兩家由WPI校友創立的公司：Solvus Global和VALIS Insights。這些合作伙伴關系結合了冶金、自動化和回收領域專業知識，通過讓學生參與應用型跨學科研究支持勞動力發展。
      Solvus Global首席執行官Aaron Birt表示："制造業的未來處于軟件、機器人、人工智能、材料科學和機械工程等多學科交叉點。"VALIS Insights聯合創始人兼首席執行官Emily Molstad補充道，隨著生產商和制造商尋求可靠廢料供應和更高回收含量以降低成本，回收行業正變得越來越垂直整合："通過該項目開發的技術將釋放新水平的升級再利用能力，不僅適用于遠程資源受限地區，還可應用于整個回收價值鏈，有潛力增強國內制造能力。"



廣泛應用與潛在影響
       此項技術的應用遠超軍事用途，包括交通、能源和應急響應領域，通過解決材料可變性、設備便攜性和預測準確性等挑戰，研究有望為更具韌性和可持續性的制造解決方案鋪平道路，既適用于緊急響應場景，也適用于長期基礎設施項目。
廢金屬3D打印技術進展
       隨著可持續性成為金屬3D打印行業關鍵焦點，循環材料和回收解決方案需求顯著增長。2021年，奧地利工程公司Incus與European Space Agency合作研究月球表面廢金屬如何處理再利用于3D打印月球站備用零部件。這一合作包括陶瓷3D打印專家Lithoz和德國太空技術集團OHB SE子公司OHB System，共同開發測試Incus基于光刻的金屬制造(LMM)3D打印技術在微重力條件下將月球廢金屬轉化為高質量功能部件的潛力。
      此外，日本電子巨頭Seiko Epson Corporation旗下材料制造商Epson Atmix Co (Atmix)于2022年4月宣布計劃到2025年建立新金屬粉末生產設施。這座即將建成的工廠設計融入金屬回收能力，實現廢金屬轉化為優化3D打印合金粉末。
點評
       WPI的"Rubble to Rockets"項目代表了增材制造領域向可持續性和供應鏈彈性方向的重要進步。通過結合機器學習、材料科學和3D打印技術，研究人員正開發一種創新方法，將廢金屬轉化為高性能零部件，不僅具有軍事價值，還有望在民用領域產生廣泛影響，從緊急救援到可持續制造。隨著全球對廢金屬回收利用技術興趣增長，WPI項目處于一個快速發展的研究前沿，有潛力徹底改變我們對材料來源和制造地點的思考方式，為循環經濟和本地化生產提供新途徑。

(責任編輯：admin)

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