增材制造国际会议

在增材制造部件用于安全关键应用之前，必须建立对整个工艺链和给料-工艺-结构-性能-性能关系的清晰理解。ICAM 2022将是最大的ASTM国际科学会议，旨在提供一个交流思想和将研究转化为应用的论坛，重点关注行业特定标准和设计原则的需求，以及资格和认证的挑战。

第一个活动是2016年5月的研讨会，由德克萨斯州圣安东尼奥疲劳和骨折委员会(E08)赞助。第二场活动是2017年11月的研讨会，由E08委员会和佐治亚州亚特兰大的增材制造技术委员会(F42)赞助。2018年11月，由F42、E08和E07(无损检测)委员会赞助的第三次活动在华盛顿特区举行。在2018年成立ASTM国际增材制造卓越中心(AM CoE)和增材制造行业的增长之后，2019年在华盛顿特区举行的第四次活动由AM CoE和数十个相关的额外技术委员会领导。2020年，ASTM AM CoE决定将这次会议作为一个主要会议。ASTM增材制造国际会议(ICAM 2020)包括19个研讨会和10个小组，为期5天，有5个平行会议。由于疫情大流行，ICAM 2020以虚拟方式举办，有300多场演讲，近600名与会者。ICAM 2021年于2021年11月在加利福尼亚州阿纳海姆和在线举行，成为一个混合活动，有850多名参与者，包括26个研讨会，11个小组讨论和7个主题演讲。

今年的活动是ASTM增材制造国际会议(ASTM ICAM 2022)，将在增材制造产品的标准化、鉴定和认证方面有更广泛的范围。本次活动将有更多ASTM委员会和外部利益相关者参与，为来自世界各地的专家交流增材制造和先进制造领域的最新发展，走向第四次工业革命奠定了基础。我们邀请整个社区加入我们，交流思想，了解该领域的最新进展，并成为通过标准化将研究过渡到应用的旅程的一部分。

聚合物是添加剂制造印刷产品的重要组成部分。实施基于聚合物的增材制造面临的挑战包括材料和工艺标准化、独特的测试标准、缺乏文件化的设计、分析、鉴定和认证方法，以及训练有素的劳动力有限。

组织者:

Rachael Andrulonis, WSU - NIAR，美国

辛迪·阿什福斯，美国联邦航空局

Carl Dekker, Met-L-Flo，美国

Jonathan Seppala，美国国家标准与技术研究所(NIST)

增材制造原料可用于广泛的材料类型和各种形式，包括粉末、线材、灯丝、油墨等。新产品不断推出市场，具有不同的和独特的特点。在某些情况下，所有对每个工艺步骤的质量有显著影响的关键原料特性都不能完全定量地理解。因此，正确理解AM原料特性和影响其性能的关键变量对于生产具有可重复质量的AM部件至关重要。新的表征方法、验收标准和标准将被开发用于原料材料的完整表征。

组织者:

Ben Ferrar，木匠添加剂，美国

Edward Garboczi，美国国家标准与技术研究所(NIST)

Steven Hall, MTC，英国

Tony Thornton, Micromeritics，美国

Frank Venskytis，顾问，美国

增材制造通过制造高度优化和复杂的部件，实现了现代化和更强大的防御系统。它还通过提供另一种途径来制造难以采购的备件和在需要时制造的部件，例如通过战斗损伤修复或现场制造的临时备件，从而提高战备能力。正因为如此，国防工业在推进和成熟这项技术方面处于领先地位。然而，现有的商业标准、军事标准、适航标准和认证实践可能难以适用或与AM部件无关。因此，需要制定新的标准和做法，以促进更广泛和更迅速的采用。

组织者:

马克·本尼迪克特，美国空军

Eric Fodran，美国诺斯罗普·格鲁曼公司

Travis Mayberry，雷声公司，美国

凯瑟琳·奥尔森，美国陆军，美国

南潘，海军航空系统司令部(NAVAIR)，美国

Brandon Ribic, NCDMM，美国

Hector Sandoval，洛克希德马丁公司，美国

随着AM技术和工艺的成熟，可以实现具有合适结构和功能特性的复杂陶瓷构件几何形状。陶瓷组件的AM已经应用于许多行业，如航空航天、国防、生物医学、牙科和卫星组件。随着AM陶瓷变得越来越普遍，更多的应用将被开发和实现。

组织者:

Shawn Allan, Lithoz America，美国

Brandon Cox，霍尼韦尔，美国

杰森·琼斯，穆格公司，美国

来自新加坡Creatz3D的Sean Looi

Sadaf Sobhani，康奈尔大学，美国

增材制造在许多应用中得到了极大的关注，特别是在电子行业。大体上，研讨会将讨论三个主要的子类别。首先是利用AM提供的复杂几何和大规模定制的电子产品的直接打印，例如针对患者的智能植入物、空间高效天线和小批量专用设备。第二项涉及用于半导体行业的高价值复杂组件的打印，例如在晶圆室中使用的具有新颖设计的组件，以提高成品率和工艺效率。第三种是用于电脑、电话或其他电子设备的大量消费电子元件。

组织者:

Shweta Agarwala，丹麦奥胡斯大学

Masoud Mahjouri-Samani，奥本大学，美国

Jaim Nulman, Nano Dimension，美国

Alireza Sarraf, Divergent3D，美国

汽车运输/重型机械行业通过各种各样的制造技术和材料继续推进增材制造的使用。运输行业希望AM能够通过重新设计现有组件以及部件整合来实现效益，以提高成本、性能和交货时间。成功的实现集中在AM实现小批量解决方案的能力上，但大批量生产仍然是一个挑战。采用的障碍包括与大量资本投资和低AM建造率相关的AM生产成本，对合适和具有成本效益的材料的需求，以及缺乏数据和标准来促进对质量保证的信心的采用，加剧了这些问题。

组织者:

埃里克·约翰逊，约翰迪尔，美国

Aaron Lalonde，美国陆军，美国

Ante Lausic，通用汽车，美国

Simon Pun，分歧者，美国

航空航天工业是充分利用增材制造的主要部门之一。成本节约、重量减轻、功能改进和进度优化是关键驱动因素，可以通过重新设计许多现有组件、新的设计概念和部件整合来实现。具有优越或相似性能的新材料，强大的过程控制和过程稳定性，以及新颖的设计方法是关键的推动因素。然而，相关标准，以及资格和认证(Q&C)实践可能需要重新评估/更新添加剂制造产品。

组织者:

Thomas Broderick，美国空军研究实验室(AFRL)

Jim Dobbs，波音公司，美国

Michael Gorelik, FAA，美国

Mikkel Pedersen, Oerlikon AM，德国

航天飞行是一个独特的行业，它充分利用了增材制造的潜力，通常会导致几何复杂和集成的设计，只有AM才能实现。除了结构的完整性，新材料、新颖的设计和先进的后处理技术是关键因素。然而，标准、资格和认证实践需要更新AM产品用于空间应用。

组织者:

Faith Oehlerking, Beehive3D，美国

Rick Russell，美国宇航局

Kiley Versluys，相对论空间，美国

约翰·维克斯，美国宇航局

建筑中的增材制造已经成为许多新闻频道的头条新闻，无论是AM特定的还是主流的，不同的政府都将资源投入到研发中，目的是通过减少人力、成本和交货时间来提高效率。除了彻底改变在地球上建造建筑的方式外，随着人类再次仰望星空，许多人还认为AM非常适合在月球和火星上建造。本次研讨会旨在探讨AM建筑技术在全球范围内的发展现状，重点关注现在的现实情况和未来的可能性。

组织者:

Michael Fiske，美国宇航局

Giada Gasparini，意大利博洛尼亚大学

Ali Kazemian，美国路易斯安那州立大学

Stephan Mansour, MaRiTama，加拿大

Sam Ruben, Mighty Buildings，美国

Timothy Wangler, ETH Zürich，瑞士

AM技术的扩散和成熟的速度在不同的垂直行业中有所不同。与航空航天、汽车和医疗相比，增材制造在能源、海事和石油天然气行业的采用一直是温和的，仍然处于起步阶段。然而，这些行业正在积极探索使用增材制造来提高运营效率的潜力。能源、海事和油气行业的许多利益相关者已经展示了使用增材制造生产关键部件的能力，这引起了这些行业的兴趣。

组织者:

Ole Geisen，西门子能源，德国

马特·桑德斯，压力工程，美国

Valeria Tirelli, AIDRO，意大利

Lakshmi Vendra，贝克休斯，美国

医疗行业是利用增材制造技术的关键部门之一。AM使用各种材料设计和快速制造复杂几何图形的独特能力使这项技术在生物医学应用中得到越来越多的采用。尽管AM在制造具有定制和复杂设计的骨科设备的患者特定生物医学设备方面提供了巨大的机会，但AM服务于医疗部门的全部潜力尚未得到充分开发。再生医学、医疗设备制造和手术规划的进步使AM在关键医疗行业的应用范围更广。此外，还需要特别注意这些产品的标准化、鉴定和认证规程。

组织者:

Matthew Di Prima, FDA，美国

David Heard，美国Stryker关节置换术

艾迪·卡瓦纳，爱尔兰强生公司

Guha Manogharan，宾夕法尼亚州立大学，美国

Michael Roach，美国密西西比大学医学中心

利用拓扑优化和生成式设计方法等技术实现的设计自由是最大限度地利用增材制造的一个关键成功因素。设计优化、应力分析、热建模、微观结构演化以及对材料-工艺-微观结构-性能关系的理解，极大地减少了AM实现的时间和成本，并提高了采用。

组织者:

Eujin Pei，伦敦布鲁内尔大学，英国

David Rosen，佐治亚理工学院，美国

Albert To，美国匹兹堡大学

Andrew Triantaphyllou, MTC，英国

定向能沉积(DED)工艺为部件制造和维修应用提供了许多独特的功能。许多行业，包括航空航天、能源、采矿和建筑，近年来已经开始意识到这些过程的好处，而其他行业仍处于采用的初级阶段。

组织者:

Jean-Luc Belon, GKN航空航天公司，英国

Paul Gradl，美国宇航局

Filo Martina, WAAM3D，英国

Badri Narayanan，林肯电气，美国

在相对较短的时间内，增材制造已经从原型工具发展到工业规模的制造平台。伴随着这种增长和更广泛的技术发展，可持续性和经济领域的重要性和重大进展也越来越大。

组织者:

Olaf Diegel，奥克兰大学，新西兰

吴志伟，A*STAR-ARTC，新加坡

Behrang Poorganji, Morf3D，美国

Nicolas Sabo，通用电气，美国

增材制造在过去十年中不断发展，研究主要集中在微观结构表征和力学性能的评估上，对环境诱导的降解模式的关注有限。然而，了解环境对增材制造合金的影响(如腐蚀、分解、应力腐蚀开裂等)对于在工程应用的结构组件中使用至关重要。

组织者:

詹姆斯·伯恩斯，弗吉尼亚大学，美国

龚家栋，美国quesstek公司

Michael Melia，美国桑迪亚国家实验室

增材制造在众多行业部门迅速采用，应用范围广泛，需要采用方法来表征和减轻材料缺陷引起的风险。对于安全关键的应用，了解AM典型的材料特性和工艺缺陷(例如，气孔、缺乏融合、表面粗糙度等)如何影响组件完整性尤为重要。由于历史数据的缺乏，AM工艺的潜在可变性以及技术的快速发展，了解这些影响是复杂的。AM产品在疲劳关键应用中的资格、认证和安全继续使用不仅取决于对典型AM缺陷的损伤机制和相关行为的基本理解，还取决于开发可靠的、经过验证的模型和软件来预测疲劳寿命和断裂风险。

组织者:

Stefano Beretta，米兰理工大学，意大利

Craig McClung，美国西南研究所(SwRI)

Thomas Niendorf，德国卡塞尔大学

Jutima Simsiriwong，北佛罗里达大学，美国

Doug Wells, NASA-MSFC，美国

为了生产最终用途部件，增材制造涉及许多预处理和后处理步骤，这些步骤必须是安全和可控的。这些有时不明显的步骤源于不同的辅助需求，而这些需求并不总是在主流讨论中。

组织者:

Sara Bagherifard，米兰理工大学，意大利

David Brackett, MTC，英国

Nik Hrabe，美国国家标准与技术研究所(NIST)

Jasmin Kathrin Saewe, Fraunhofer ILT，德国

布莱恩·韦斯特，美国宇航局

增材制造技术的快速发展以及该技术在工业中的越来越多的采用，与人工智能和机器学习(AI & ML)成为主流相吻合。大量的数据正在AM中从AM工艺的各个步骤中生成，包括设计，工艺规划，建造，现场监测，后处理，检查，表征和测试，以及操作性能，在组件的使用寿命期间。此外，大量的参数被定义为监测和控制AM过程。数据和参数都使AM成为AI和ML应用的绝佳候选者。应用AI和ML的目的是更好地理解AM中的潜在物理现象，并对AM过程进行微调。

组织者:

Kareem Aggour, GE研究院，美国

邵峰，美国国家标准与技术研究所(NIST)

Branden Kappes, Contextualize，美国

刘佳(Peter)，美国奥本大学

随着工业4.0愿景的推进，通过组织内部和全球互联网的分布式制造框架进行信息共享，增材制造越来越多地被利用。AM是一种直接的数字化制造方法，随着AM设备与工业4.0的其他组件之间的联系越来越紧密，它将面临各种网络和网络物理攻击。因此，AM的安全问题需要综合考虑。这包括但不限于识别AM中的网络安全威胁以及如何解决这些威胁，以确保和支持将制造业推向一个全新的水平。本次研讨会探讨了AM在工业4.0环境下的特定安全方面。

组织者:

Chris Adkins, Identify3D，美国

Nikhil Gupta，纽约大学(NYU)，美国

Mark Yampolskiy，美国奥本大学

增材制造为我们提供了一个独特的机会，可以从AM工艺的各个步骤生成大量数据，包括设计、工艺规划、建造、现场监测、后处理、检查、表征和测试，以及组件使用寿命期间的操作性能。虽然这些数据可以用来更好地理解关键过程变量(kpv)并支持决策制定，但同时也提出了大数据管理的挑战。调幅数据标注、采集、存储、分析、安全性和共享的方法还有待充分探索。虽然许多公司已经制定了内部程序来应对上述挑战，但AM社区将受益于广泛接受的标准和最佳实践，并为公众，特别是中小型企业(sme)提供。

组织者:

Amber Andreaco, GE添加剂，美国

Matthew Jacobsen，美国空军研究实验室(AFRL)

Alex Kitt, EWI，美国

陆燕，美国国家标准与技术研究所(NIST)

Nick Parry, AdditiveFlow，美国

已建立的测试标准用于推导不同的机械性能;然而，由于增材制造工艺的性质，常规程序可能并不总是适用于增材制造材料，这一点已经变得很清楚。此外，在不同的几何形状、工艺参数和后处理程序等条件下，往往存在独特的力学特性和性能依赖性。

组织者:

Joy Gockel，美国科罗拉多矿业学院

爱德华·赫德里克，俄亥俄州立大学，美国

罗伯特·兰卡斯特，英国斯旺西大学

徐志伟(Jason)， A*STAR-SIMTech，新加坡

Phuong (Jonathan) Tran，皇家墨尔本理工学院，澳大利亚

增材制造组件的关键性能指标和特征特性通常与常规制造的组件不同，这是由于AM材料独特的微观结构特征(例如，强烈的纹理，柱状晶粒等)和可能的工艺诱导缺陷(例如缺乏融合/孔隙，裂缝，表面特征等)。这些特性的产生是由于AM特有的加工条件，如分层制造和异常高的冷却速率。因此，通过实验、模型和模拟来探索AM材料的各种微观结构特征及其对性能的影响是非常重要的。

组织者:

Jonathan Pegues，美国桑迪亚国家实验室

邵帅，美国奥本大学

瑞梁星，新加坡国立大学，新加坡

Chantal Sudbrack, NETL，美国

虽然机械测试和微观结构表征等破坏性评估方法经常用于评估增材制造材料和部件的机械性能，但无损评估(NDE)方法可以在不需要切割和损坏部件的情况下提供重要的见解。由于AM零件的机械性能经常受到缺陷(即气孔、缺乏融合、表面粗糙度等)的显著影响，了解关键特征，如类型、尺寸、分布和位置是管理性能预期和合格的关键。

组织者:

Alphons Antonysamy, GKN航空航天公司，英国

Anton Du Plessis, Stellenbosch大学，南非/加拿大对象研究系统

Ben Dutton, MTC，英国

Patrick Howard, GE航空公司，美国

随着增材制造领域的快速发展，过程控制和现场监控变得更加重要，因为融合过程会显著影响AM零件的质量。AM界认识到，加快现场监测标准化的综合努力可以在推进AM方面发挥重要作用。

组织者:

达伦·贝克特，西格玛实验室，美国

Ajay Krishnan，美国EWI

Abdalla Nassar，美国宾夕法尼亚州立大学

Tuan Tran，新加坡南洋理工大学(NTU)

增材制造(AM)技术是过去几十年CAD/CAM突破的最新发展。通过更快的原型设计和优化零件几何形状，他们实现了创新，加快了上市速度。将机器人和自动化与AM工艺相结合正在释放新的生产能力和规模。我们现在面临的挑战是将这项技术应用到生产线上，提高生产效率，降低单位生产成本，提高安全性。本次研讨会将汇集机器人、自动化和增材制造领域的专家，探讨这些挑战，分享新的能力，并提出下一步的策略。

组织者:

Mike Bearman, Vecna机器人公司，美国

Joseph Falco，美国国家标准与技术研究所(NIST)

Philip L. Freeman，波音公司，美国

亚当·诺顿，美国马萨诸塞大学洛厄尔分校

亚伦·普拉瑟，美国ASTM国际公司

人们对烧结基增材制造工艺的兴趣持续快速增长，并有望通过大幅降低生产成本实现新的应用。基于烧结的AM工艺现在包括粘结剂喷射(BJT)、材料挤压(MEX)、材料喷射(MJT)和还原光聚合(VPP)技术。在这些工艺中，粉末材料在印刷过程中与粘合剂结合在一起，通常被称为“绿色”或“棕色”部分。二次脱脂和烧结步骤需要去除粘结剂和巩固粉末材料到所需的最终密度。虽然潜力很大，但在这些过程中也存在许多挑战。

组织者:

Usama Attia, MTC，英国

Animesh Bose, Desktop Metal，美国

Amy Elliot，美国橡树岭国家实验室(ORNL)

Benoit Verquin, CETIM，法国

ASTM增材制造卓越中心(AM CoE)邀请研究生和本科生参加与ASTM增材制造国际会议(ASTM ICAM)同时举行的学生演讲比赛。