田纳西州的橡树岭国家实验室（ORNL）和俄亥俄州的托莱多大学（UToledo）已签署谅解备忘录（MoU），同意对汽车领域先进材料的设计和制造进行研究。两家机构将合作，以获取高强度，轻质汽车材料领域的新知识。研究将涵盖增材制造，监视和控制系统以及工艺优化等领域。 ORNL总监Thomas Zacharia评论：“我们的研究人员追求材料和先进制造技术可能的界限。通过与托莱多大学等大学和行业合作伙伴的合作，国家实验室能够将技术推向市场，从而对社会产生最大的影响。”

ORNL与托莱多大学之间的谅解备忘录签署。图片来自托莱多大学

ORNL和3D打印

ORNL由美国能源部赞助，并开展着重于材料，中子科学，能源，高性能计算，系统生物学和国家安全的科学计划。它的许多研究活动和项目都属于增材制造领域。例如，ORNL与英国跨国制造商GKN Aerospace签订了价值1,780万美元的协议，以使用增材制造技术开发航空航天零件。作为协议的一部分，GKN航空航天公司最近在ORNL启用了一个新的大规模增材制造生产单元。

该实验室还与领先的工业3D打印机提供商ExOne合作，以发展粘合剂喷射3D打印技术。 ORNL与ExOne合作开发了一种3D打印铝浸碳化硼（B4C）的方法，该材料用于制造中子成像组件。ORNL能源与环境科学副实验室主任Moe Khaleel解释说：“ ORNL希望通过这种宝贵的合作伙伴关系向大学提供其研究设施以及先进材料和制造方面的专业知识和指导。”

作为其汽车材料合作伙伴关系的一部分，ORNL将利用其在增材制造以及碳纤维和复合材料，机械加工，储能和计量领域的专业知识。另一方面，UToledo将带来制造系统建模，金属工程和装配系统方面的经验，以研究汽车行业的先进材料。双方还将咨询俄亥俄州和密歇根州的汽车行业成员。

 ORNL科学家测试木质素材料。图片来自橡树岭国家实验室

汽车行业对轻质材料的高需求

坚固，轻质的材料一直是美国汽车工业的重点，因为它试图提高车辆的能源效率。这对于混合动力电动汽车，插电式电动汽车和电动汽车尤为重要，因为轻质材料有助于提高能源效率并扩大范围。

先进的制造技术（例如3D打印）将在开发生产轻质合金和金属的新工艺中发挥重要作用。 ORNL和UToledo的研究将涵盖与此类技术有关的各个领域。其中包括将形状记忆合金与增材制造相结合，以形成坚固的车辆结构。其他关键研究领域包括用于金属成型过程的监视和控制系统，以及优化高强度材料（例如钢，铝和复合材料）的连接技术。预期该研究将利用ORNL的制造示范设施和碳纤维技术设施的功能。

UToledo工程学院院长Mike Toole博士总结道：“我们很荣幸能与Oak Ridge国家实验室就这项关键研究合作，以推动下一代汽车制造业的发展。我们与UToledo的创新机械工程师以及该国一些杰出的科学家携手合作，将致力于寻找解决方案，以确保美国保持全球领先地位。”