利用 Figure 4® 技术实现快速部件更换
戴顿大学研究院（University of Dayton Research Institute，UDRI）作为全球公认的技术研究、开发和过渡领导者，目前正在开展 America Makes MAMLS 项目，该项目是其荣膺奖项的三个项目之一，主题是“适用于低临界部件系列的新兴流程技术”。具体而言，UDRI 正在探究“通过数字光处理实现快速部件更换”，这是一种由 3D Systems 的 Figure 技术实现的增材制造流程。就该研究而言，低临界部件包括电气连接器、旋钮、弹性橡胶密封圈和垫片，此类部件在飞机上均有各自的功能性用途。
UDRI 和 3D Systems 还参与了 MAMLS 项目的第 1 阶段和第 2 阶段，两个阶段的重点都是维持任务，但核心主题不同。尽管每个项目都相互独立，但先前的各阶段均为第三阶段的奠定基础，确保其如期启动，并帮助 UDRI 和 3D Systems 了解 ALC 的工作原理及其需求。第 1 阶段和第 2 阶段有助于确定不同部件增材制造的业务案例，从而帮助我们了解可以轻松获取以及无法轻松获取的资源，以及在何处使用增材制造更有意义。
对于旧飞机，增材制造的业务案例在于制造停产部件，此类部件停产的原因通常包括制造流程被淘汰、制造成本高昂、需求数量较少、原始工模具不可用、记录不全或其他有关可用性的难题。Figure 4 等新兴技术可实现较快的部件更换速度，这为美国空军等机构提供了良好的机会，推进其战略维持计划。在该研究项目的接下来两年中，UDRI 及其合作者将致力于探索 Figure 4 如何更大范围地投入到飞机维持工作中。
对速度的需求
3D Systems 的 Figure 4 是一种模块化制造流程，它将非接触式膜与投影仪成像结合使用。与基于刀具路径的增材制造技术相反，Figure 4 可利用单次投影来制造整个部件的横截面，同时确保分辨率精细、表面光滑、材料化学活性并且打印速度快。Figure 4 的所有材料均可提供六西格玛可重复性 (Cpk > 2)，使其成为市面最好的生产就绪 3D 打印技术。
除了几何精度，打印速度和材料适用性也十分关键。在一天内完成一项长时间定制维修作业的前景，对于提高飞机在当天执行任务的就绪性和可用性来说极具吸引力。但在具备这样的能力之前，UDRI 已经在努力系统化地识别并解决潜在问题，为采用 USAF、其他国防组织 (DoD) 机构及其他组织所使用的 Figure 4 技术做好准备。
位于各个角落的专家
UDRI 在先进材料、工程、航天技术和结构物理学等方面表现优异，目前其正在与外部专家合作，以期尽可能地确保该项目全面且有效。UDRI 正与 3D Systems 合作开展材料开发、表征研究和后处理方案等工作，旨在确保材料性能符合航空适用材料的要求，并据此对材料性能进行记录。这些规格的范围包括机械特性、环境特性以及安全标准等，例如阻燃性。3D Systems 的职责是为此项目中所调研的应用供应材料，如提供匹配现有商业光聚合物的材料或配制新的光聚合物，从而为 UDRI 提供协助。
Lockheed Martin 和 Northrop Grumman 也是重要合作者，他们将对 UDRI 的测试部件进行严格的检查，以验证结果。UDRI 将遵循所有军用规格、ALC 和 OEM 合作伙伴资质，以按照行业标准对部件进行测试。UDRI 增材制造技术开发组长 Timothy Osborn 博士认为，这种合作者组合代表了正确的测试矩阵，可以比其他项目更快地将研究成果投入到应用中。
过渡数字光处理的科学方法
项目的第一个任务是确定用于测试的特定部件，并概述此类部件所需的材料规格。UDRI 使用 Creaform HandyScan 扫描仪和逆向工程软件，利用 3D 扫描到 CAD 工作流程对部件进行数字化处理，并准备打印所需的文件。打印后，将开始进行材料测试。Osborn 博士预测，该研究将在约六个月后产生良好数据，最终可在项目完成后生成最终报告并向空军提出建议。
就有关此类应用的 Figure 4 技术而言，目前尚有许多未知数，但是该技术的速度和几何公差具有重大前景。UDRI 及其合作者计划通过此项目来发掘实现快速部件更换所需的科学知识。
已获准供公开版使用。案例编号：88ABW-2018-5721
由于大量旧飞机、系统和设备逐渐老化，美国空军 (USAF) 的维持任务变得越来越具有挑战性。解决这一问题需要快速、可靠且持久的解决方案。行业创新者和研究人员正在将重心从传统的维持解决方案，转移到新兴技术所带来的机遇上来。使用 3D Systems 的增材制造来快速替换部件，从而实现按需库存控制是工作人员目前高度关注的解决方案，并且其正在对该解决方案进行严肃评估。
America Makes 是增材制造 (AM) 及 3D 打印技术研究、发现、创建和创新方面的美国领先合作伙伴，其目前正在领导一项旨在确定并审核新兴维持方案以进行适当过渡的计划。根据“旨在实现低成本维持的高级制造成熟发展”（Maturation of Advanced Manufacturing for Low-Cost Sustainment，MAMLS）计划，America Makes 目前正处于项目目标的第 3 阶段，该目标面向所应用的研究和开发项目设计以期提高工厂效率，以及空军物流中心 (ALC)，以确保 USAF 的战略准备度。
