역사적으로, 원격 군대 기지에 필요한 교체 부품이 비행기, 선박 및 트럭 호송대에 가져 왔습니다. 주문과 배송 사이에 몇 주 또는 몇 달이 걸릴 수있는 비용이 많이 들고 복잡한 공급망입니다. 또한 미 육군, 해군 및 공군은발행 보고서폐기물을 줄이면서 운영 취약성을 줄이고 효율성을 향상시켜야 할 필요성을 인용합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 슬롯 사이트 (WPI)의 재료 과학자와 엔지니어는 군대가 부품에 대한 대기 시간을 대기 시간을 슬래시하고 단위 준비를 늘리고 물류 운영 및 비용을 줄이며 배치 된 부대를보다 안전하고 지속 가능하게 만드는 제조 공정을 개발하고 있습니다.
육군의 원정 실험실은 모바일 자체 포함 제조 장치입니다. 선적 컨테이너 나 트럭에 들어갈 수있을 정도로 컴팩트하며 전세계 기지로 쉽고 신속하게 이동할 수 있습니다. 크레이지 슬롯 연구 프로젝트는 이미 전 세계의 일부 원격 군사 기지 및 위치에 사용중인 크레이지 슬롯 연구 프로젝트는 이미 손에 닿는 스크랩 금속 (브레이크 로터 또는 타이어 림)과 같은 스크랩 금속을 재사용하는 데있어보다 쉽고 효율적으로 사용하여 유용성을 업그레이드하고 확장 할 것입니다.
“이것은 우리가 전쟁 운영을 관리하는 방식을 혁신하여 현장에서의 취약성을 줄일 수 있습니다.Jianyu Liang, 기계 공학 교수 및 프로젝트의 COPI. "크레이지 슬롯의 연구는 군대가 언제든지 모든 극장에서 준비되도록 군인의 배치 지점에서 금속을 낭비하는 것부터 교체 부품을 제조 할 수 있어야한다는 것과 일치합니다.".
폐기물 금속의 사용은 현장에서 대부분 폐기 할 것을 사용하여 군사 작전의 환경 영향을 최소화합니다. DoD에 따르면 모든 군사 설치는 군사 작전의 정상적인 결과로 금속 폐기물을 생성합니다.
크레이지 슬롯 프로젝트는 2019 년 크레이지 슬롯와에서 시작되었습니다.육군 연구소전략적 환경 연구 개발 프로그램 (로부터 1,150 만 달러의 상을 받았습니다.serdp), 국방부 (DoD)가 운영하는 환경 과학 기술 프로그램은 에너지 부 및 환경 보호국과 협력하여. 크레이지 슬롯 연구팀은 기존의 3D 프린팅 기술, 금속 분석 장비 및 캐스팅 공정을 결합한 전면 간 애자일 제조 공정을 만들어 냈으며, 필요한 부품의 세라믹 곰팡이가 3D 프린팅으로 생성 될 수있는 플라스틱 패턴 주위에 형성됩니다. 그런 다음 적절한 합금의 스크랩 금속을 녹여 녹아 곰팡이에 부어 필요한 부품을 만듭니다.
모바일 파운드리로 원정 실험실을 최적화하면 군용 부대가 철과 철강 (철 및 강철)을 재사용 할 수 있으며, 이는 모든 폐기물 금속의 약 60 %와 알루미늄의 약 60 %를 차지할 수 있습니다.
“프로젝트의 혁신은 도구에 관한 것이 아닙니다.”라고 Liang은 말했습니다. “기존 도구와 기술을 사용하여 모바일 파운드리를 만들 수있는 새로운 프로세스를 만드는 것입니다
필요한 부분을 신속하게 생성 할 수 있습니다. 이 혁신은 일반적으로 별도의 위치 및 시설에서 수행되는 여러 도구와 처리 단계를 분야에서 설정하고 운영 할 수있는 단일 통합 시스템으로 결합하여 군사 물류 및 현대 제조를 변경할 수 있습니다. 운송 컨테이너에서 허용되는 공간 내에서 작고 안전하게 만드는 것은 사소한 일이 아닙니다.”
프로젝트가 시작된 이래로, 연구원들은 기계 학습을 사용하여 군대를위한 강철 주조 공정 데이터베이스 (액체 금속 및 금형을 사용하여 부품을 생성)를 분석했습니다. 예상되는 예비 부품을 위해 폐 금속에서 새로운 합금을 생성하기위한 모델을 설계했습니다. 그리고 금속 캐스팅 공장의 오래된 모델을 업데이트하는 압축 가능한 3D 프린팅 가능 빠른 캐스팅 스틸 파운드리를 만들었습니다.
프로젝트의 일환으로 크레이지 슬롯 연구원들은 현장의 기술자가 특정 교체 부품을 만들기 위해 필요한 합금을 결정하고 그들이 가지고있는 스크랩에서 해당 합금을 식별하고 추출하는 데 필요한 합금을 결정하는 데 사용할 수있는 방법을 개발하고 있습니다. 기술자들은 군대가 공급 한 스크랩 메탈을 분석하여 대체 또는 수리가 필요한 가장 일반적으로 가장 일반적으로 부품의 야금 조성을 자세히 설명하기 위해 군사가 제공 한 스크랩 메탈을 분석함으로써 성장하는 데이터베이스 크레이지 슬롯 연구원을 기반으로 개발 된 금속 블렌딩 모델을 참조 할 수 있습니다..
크레이지 슬롯 연구원들은 또한 기계 학습을 사용하여 포스트 캐스팅 열 처리 프로세스를 처방하는 프로세스를 개발하여 각 교체품 부품에 필요한 기계적 특성을 정확히 찾아 냈습니다.
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프로젝트는 Liang에 의해 주도되고 있습니다;Brajendra Mishra, Kenneth G. Merriam 기계 공학 교수 및 크레이지 슬롯의 이사금속 가공 연구소(MPI) 및Diran Apelian, 크레이지 슬롯의 금속 가공 연구소 제휴 교수 - withRichard SissonJr., George F. MPI 내 열 처리 센터의 기계 공학 교수 및 이사. 박사 과정 학생이자 대학원 연구 조교 인 Karl Sundberg와 박사후 연구원 인 Sean Kelly 가이 프로젝트를 수행했습니다. ARL (Army Research Laboratory)에서 금속 첨가제 제조의 책임자 인 Brandon McWilliams와 ARL의 재료 엔지니어 인 Jian H. Yu는이 프로젝트의 공동 작업자와 함께 N.J.에 본사를 둔 Energy Research Company의 사장 겸 창립자 인 Robert de Saro와 함께 공동 작업자입니다. 또한이 프로젝트에 대한 작업은 크레이지 슬롯 PhD 학생 Yutao Wang (제조업 공학을 공부하고 있습니다. 그리고 기계 공학을 전공하는 Lily Wolf '24.
팀은 그 작업에 관한 논문을 발표했습니다.DoD Steel Summit; 그만큼MS & T Conference; 재활용, 폐기물 처리 및 청정 기술에 관한 심포지엄; 그리고SERDP (Strategic Environmental Research and Development Program) 및 환경 보안 기술 인증 프로그램 (ESCP) 심포지엄.
