美国轻质材料制造创新机构（又名“明日轻质创新”，简称LIFT）最新的技术研发项目，不再特别强调材料如何实际制造，而是强调它们如何虚拟成形，在实际应用中如何预测表现。最近LIFT宣布的两个项目就专注于更高价值的钛合金与铝锂合金材料，体现了制造商在完成新兴产品设计上获得更高柔性的一个通用需求。
2014年，LIFT作为国家制造创新网络中的一个制造创新机构由美国国防部牵头建立，致力于协调学院和研究机构与可能的工业合作伙伴进行联合研究，打造加速轻质金属材料领域新制造技术开发和应用的区域性中枢。
2015年，LIFT启动了两个工业界-学术界研究——优化轻质材料球墨铸铁的生产技术；为航空航天、防务和汽车应用开发真空辅助的模锻技术。
2016年宣布的两个项目似乎关注点收窄，就制造部门来说是可以受益的，但这些项目却意在定义制造实践的一个更激进的方法。
2016年1月，LIFT启动了一个确认钛合金零件低成本设计和试验手段的项目，以降低飞行器发动机及其它航空航天应用的开发和制造成本。特别地，研究人员将致力于开发计算机模型，从而可使材料开发、组件设计和制造的成本缩减达50%。据LIFT的CTO Alan Taub表示，还将开发新的“计算工具”，以改善钛合金组件的制造工艺。
GE航空与俄亥俄州立大学的轻金属与制造研究实验室正在执行这项研究。参与者还有EWI、普度大学和西南研究所、密歇根大学和北德克萨斯大学。加入研究伙伴的还有波音与科学变形技术公司，后者开发的工程软件能够分析金属成形、热处理、加工和机械连接工艺。
LIFT的执行主任Lawrence Brown表示：“钛自身的成本和设计与试验新组件的时间是一个重要障碍。如果工业界和学术界之间的合作能够降低这一障碍，将鼓励大家更多地使用这种优秀的轻质材料。比如，飞行器发动机的涡轮风扇运行在高要求条件下，但是对维持高性能至关重要。”
2016年2月LIFT宣布的第四个研究领域是铝锂合金。项目将寻求喷气发动机以及其它关键应用中铝锂合金组件的性能预测。联合技术公司研究中心和密歇根大学是牵头研究伙伴，将执行先进计算仿真，以预测使用条件下铝锂合金的性能。它们的工作将包括工业操作中材料变化的工艺建模与仿真。其它研究参与者包括洛克希德马丁、西部保留地大学、俄亥俄州立大学和西南研究所。
铝锂合金现在已经不是新事物：它们近年来已经应用于成形商业机身的零件，包括空客A380和A350以及波音787。航空航天制造商也应用这个材料，为防务系统成形航天飞机和火箭的燃料箱。锂金属是密度最低的金属，当其与铝合金化后，创造的材料拥有较低的结构质量，但却比标准铝合金强度更高，更抗应变，尽管达到后者的质量需要谨慎的时效处理。
联合技术研究中心首席研究工程师Alex Staroselsky表示：“任何对这些合金感兴趣的公司都可从我们的开发中获益，但是我们真正的关注点在于使航空航天工业的涡轮发动机组件得到提升。”
据LIFT综合计算材料工程的技术领袖John Allison表示：“早期的铝锂合金有时存在裂纹问题或高温环境性能问题。最新一代的合金在几个方面改善巨大，但是我们真正需要更多的综合计算模型，以通过许多步骤来预测它们的性能，从它们的原子结构到一个成品组件。铝锂合金通常拥有类似于林中谷物的微结构。它的行为在你向不同方向弯曲它的时候变得不同。独特的跨学科团队将开发称作晶体塑性建模的技术，预测一个合金的最终微结构。这将在其成形为一个零件时就定义了合金的机械性能。”
LIFT CTO Alan Taub表示这个两年期项目将识别“合适的计算工具”，将使“更快更好地”设计更轻的喷气发动机组件成为可能。
威评：美国《材料基因组计划》出台以来，综合材料计算工程（IMCE）已经成为美国工业界，尤其是航空制造业中炙手可热的一个技术领域，单从国家制造创新网络来看就很能说明问题。国家增材制造创新机构技术路线图中五大技术方向之一就是依托综合材料计算工程，比如基于物理学的和模型辅助的材料性能预测工具；开发验证计算预测方法所需的基准数据集；针对增材制造的每个新材料-工艺组合，开发材料性能表征的新概念，打破设计容许值的传动开发路线。
美国轻质材料创新机构四个项目中的两个都是综合材料计算工程，预计将使材料开发、组件设计和制造的成本缩减达50%，完全革命性的前沿技术。LIFT这家由国防部牵头组建的机构位于车城底特律，向来产生高新技术的航空制造业的大规模参与，正符合国家制造创新网络计划的四大目标之一——将前沿、革命性制造技术加速转化到美国本土制造业。这连个项目对美国制造业，尤其是疲软的汽车制造业也将是重大利好，能够大幅提升美国汽车的性能，抬高汽车制造业的全球竞争力。
当然，这对航空制造本身的贡献也是巨大的。在弗劳恩霍夫研究所对“工业4.0”的诠释中，特别提到了航空发动机零件制造中的“大数据”与“云计算”，数据从何而来，就是对材料的分子级建模与仿真，与加工中的运动学分析。未来的工艺建模与仿真，不仅仅是横向集成，即一个工序一个工序仿真；更要精细到纵向集成，即从微观的分子学开始，一点点向上增加尺度，实现材料性能和行为的精确预测，这两种集成，加之从需求（ERP）到产品（MES）这一链条的端到端的集成，才是工厂水平上真正的“智能制造”。
本条动向的提供者刘亚威先生此前已为《空天防务观察》提供20篇专栏文章，如下表所示：
序号
篇名
发表日期
（2015-2016）
1
美国数字制造与设计创新机构助力美国智能制造2月16日
2
非热压罐成形技术用于MS-21机翼主承力构件生产2月23日
3
热塑性复合材料加速进入民机主承力结构2月25日
4
轨道加工工艺颠覆航空异种材料构件制孔2月27日
5
增材制造（3D打印）——“美国制造，美国能行！”3月11日
6
2014，美国国家制造创新网络雏形初现4月8日
7
揭秘莫纳什大学增材制造中心——澳大利亚增材制造先锋4月22日
8
美国通用电气公司“工业互联网”——两大革命共鸣下的智能制造新前景5月27日
9
美国通用电气公司——高端增材制造技术的领军者6月1日
10
“数字制造”VS“智能制造”8月17日
11
你应知道的集成光子学和集成光子学制造创新机构8月24日
12
波音采用创新技术制造NASA新概念飞机机身9月28日
13
无人机复合材料结构低成本制造技术（节选）10月9日
14
你应知道的柔性混合电子学和柔性混合电子学制造创新机构10月14日
15
解读美国国家制造创新网络中制造创新机构的分级会员制11月23日
16
德国“工业4.0”之“智慧工厂”计划（上）、
（中）、
（下）12月18日、21日和23日
17
美国国家增材制造创新机构的技术路线图和项目概览（上）、
（下）1月8日、15日
18
美国国家制造创新网络计划2015年实施亮点2月15日
19
美国政府发布首份国家制造创新网络年度报告和战略计划2月22日
20
美国国家制造创新网络战略计划要点3月4日
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