休斯顿大学正在与德克萨斯 A&M 大学合作，解决阻碍增材制造 (AM)(俗称 3D 打印)在各种商业应用中使用的挑战——需要实时监控和分析以确保质量一致以及整个生产过程的可重复性。

目前，金属增材制造零件的质量控制和鉴定主要通过离线检查和表征来进行，但理想情况下，应以快速制造的速度实时评估各种次表面和体微观结构特征。增材制造工具。

“我们项目的目标是通过在制造过程中对增材制造零件进行实时、全面、原位次表面和整体结构分析，并与来自各种现场传感器的多模态数据集成来实现这一目标，这可以弥合工艺条件和性能之间的关键知识差距，”夏威夷大学 MD 安德森机械工程教授 Venkat Selvamanickam 说道，他通过他创建的夏威夷大学先进制造研究所 (AMI) 领导该项目。该项目得到了 NIST 美国国家标准与技术研究所 957,849 美元的资助。

初步研究已证实，由于增材制造工艺条件不同而导致的样品间差异可以通过二维 X 射线衍射 (2D-XRD) 来识别。

“我们将在休斯顿大学 AMI 设施的混合定向能量沉积工具中设计、构建和安装定制的在线 2D-XRD。该工具提供了一个强大的平台，包括多材料沉积(用于点合金和功能分级)和多个用于过程监控的原位传感器等功能，”Selvamanickam 说。

自 2018 年成立以来，AMI 作为一个全大学范围的中心，成为推进 UH 教师开发的技术规模化和商业化的关键枢纽，促进从创意到制造和最终市场部署的过渡。该增材制造项目延续了 AMI 在扩大工业应用超导制造技术方面的成功记录。

夏威夷大学工业工程副教授 Ying Lin 和机械工程研究教授 Goran Majkic 加入了 Selvamanickam 的研究团队。德克萨斯农工大学机械工程教授兼哈里伯顿 Ali Erdemir 将协调该项目，德克萨斯农工大学团队包括工程技术和工业分布副教授马修·库托拉马多姆 (Mathew Kuttolamadom)。

可以肯定的是，增材制造正在彻底改变航空航天、汽车、能源、医疗和其他行业许多应用的金属结构的制造方式。但广泛使用取决于该工艺制造的零件是否满足质量和可重复性的严格要求。

“这样的成就将极大地扩展金属增材制造在许多应用中的使用，”Selvamanickam 说。