為了更好的監(jiān)測(cè)軍事裝備的結(jié)構(gòu)健康，最近，位于美國(guó)陸軍皮卡汀尼兵工廠的武器研發(fā)與工程中心（ARDEC）的工程人員與美海軍空中作戰(zhàn)中心航空分部（NAWCAD）的工程人員已合作將內(nèi)部傳感器嵌入到3D打印的金屬零件中。

  NAWCAD 相關(guān)負(fù)責(zé)人稱，當(dāng)前，海軍僅限于使用外部傳感器來(lái)對(duì)軍事裝備進(jìn)行結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)。然而，由于外部傳感器是在零部件外面工作，它們不一定能準(zhǔn)確反應(yīng)零部件內(nèi)部損傷。此外，外部傳感器不一定能對(duì)在嚴(yán)苛環(huán)境下運(yùn)行的、具有復(fù)雜形狀的零部件進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)，諸如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。

  由于美國(guó)陸軍ARDEC在金屬增材制造和傳感器嵌入方面的專長(zhǎng)，NAWCAD與ARDEC的材料、制造和原型技術(shù)分部接洽，以幫助他們制造試樣。ARDEC的工程師將力傳感器嵌入到3D打印的金屬零件中，這在之前從未這樣做過(guò)。通過(guò)將傳感器嵌入金屬零件中，研究人員嘗試獲得更精確的數(shù)據(jù)以及減少噪音。內(nèi)部傳感器能夠測(cè)量零件特定部分的壓力，并告知零件是否撓曲。如果成功，傳感器可能被嵌入到飛機(jī)或其他技術(shù)中，無(wú)論運(yùn)行環(huán)境或制造的零件有多么復(fù)雜。有可能將傳感器放入到飛機(jī)的翼梁中，翼梁就在發(fā)動(dòng)機(jī)熱噴氣的后面，以便能夠準(zhǔn)確判斷作用在板上的壓力或從發(fā)動(dòng)機(jī)上獲得的負(fù)載或推力。

  對(duì)于海軍而言，項(xiàng)目最具挑戰(zhàn)性的是尋找一種既能經(jīng)受增材制造工藝，同時(shí)又能在嵌入到3D打印的零件時(shí)探測(cè)應(yīng)變的傳感器。這是一種嘗試，以獲悉什么會(huì)對(duì)3D打印零件的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，以及如何弱化這種影響。這在很大程度上取決于3D打印的材料行為以及傳感器在經(jīng)受3D打印過(guò)程后能否繼續(xù)使用。