宾夕法尼亚州立大学研究团队在机械工程副教授Guha Manogharan带领下，获得美国制造创新研究院与国防制造与加工中心150万美元资助，旨在革新机械与车辆金属部件的铸造方式。该项目隶属于国防部制造技术计划"IMPACT 3.0"，总预算达450万美元。

尽管铸造技术在国防、汽车与工业领域持续发挥关键作用，但自2000年以来美国铸造厂数量急剧萎缩。Manogharan指出，将增材制造融入铸造流程将增强国家制造业韧性。

"宾州州立大学既拥有传统铸造资源，又具备增材制造技术优势，"兼任数字化沉积创新材料加工中心联合主任的Manogharan表示，"本项目将整合这些资源，显著提升增材制造增强铸造的能力。"

合作研究者、服务型企业工程Schmidt学者讲席教授Vittaldas Prabhu说明，虽然增材制造曾应用于铸造，但团队正开辟新路径：构建经过深度优化的仪器化铸造环境。"铸造是成熟技术，增材制造正在快速崛起，但将铸造厂升级为智能数字化平台完全是全新领域，"Prabhu解释道，"我们的目标是将铸造转变为互联制造服务，实现全供应链的实时洞察、预测性控制与自适应决策。"

数字化双胞胎铸造系统

团队开发的Digi-FOCUS系统将实体铸造厂与实时"数字双胞胎铸造厂"相结合。数字双胞胎通过传感器采集的打印条件、金属温度与熔融金属流速等数据模拟运营，这种反馈机制既能揭示铸造工艺改进空间，又有助于突破增材制造全面集成的技术壁垒。

机械工程助理教授Katie Fitzsimons指出，团队在机器人领域的前期研究将成为关键支撑："我们在机器人系统领域取得的最新进展——例如Digi-FOCUS中应用的技术——使系统能在复杂环境中实现反应式学习。"

多工艺集成与产业应用

Digi-FOCUS系统将支持砂型、陶瓷、聚合物、蜡材与泡沫打印五种增材制造方法及多种金属工艺。自适应机器人技术将实现检测与物料处理等任务的自动化。合作研究者Robert Voigt透露，最终实验设施面积将达4000平方英尺。

研究团队预期该系统的效率优势将推动产业应用。"我们在宾州州立开发的系统将成为未来铸造厂的示范模板，"工程学院设施总监Craig Dubler表示。

项目产业合作伙伴包括Donsco公司、3D Systems、Marotta Controls、Parker-Hannifin、Skuld、Element、Tethon3D及宾州州立大学铸造金属产业咨询委员会成员单位。