3D打印助力先進武器開發(fā)

近年來，3D打�。ˋM）為制造業(yè)帶來巨大變革，連各國軍隊都紛紛將該技術應用到軍備制造和維修領域。與傳統(tǒng)制造相比，3D打印具有小批量制造成本低、速度快，復雜制造能力好，材料利用率高，適應性好等優(yōu)點，應用于武器裝備發(fā)展時能夠顯著縮短武器裝備研制時間，減少研制費用，提高武器裝備性能，降低武器裝備成本，提高維修保障時效性與精度。在世界各國的廣泛關注與大力推進下，近年來3D打印技術的發(fā)展與應用不斷取得突破，顯示了良好的軍事應用前景，將對武器裝備的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。

導彈部件是“打印”的
飛機、導彈的零件往往結構復雜、形狀特殊，用傳統(tǒng)工藝制造又難又貴，3D打印正好能解決難題�！氨M管還不能‘打印’一枚完整的導彈，但推進系統(tǒng)等諸多關鍵零件已能用3D打印機弄出來，讓研發(fā)生產(chǎn)更快更高效，”《簡氏國際防務評論》稱，“3D打印的優(yōu)勢是能造出幾乎任何形狀的物體，小批量、多品種、柔性化和定制化是其最適宜的場景，目前美國雷錫恩、洛·馬等軍火商都在武器設計生產(chǎn)中使用3D打印�！�

雷錫恩公司旗下約80%的導彈部件通過3D打印獲取，包括火箭發(fā)動機、制導系統(tǒng)、印刷電路等。美國空軍第91導彈維修中隊也在用3D打印制造特種工具，用于維修“民兵-3”洲際導彈。

制造高超音速武器
與傳統(tǒng)制造手法相比，3D打印可在極短時間內“打印”出供測試用的樣品。雷錫恩公司導彈系統(tǒng)分部副總裁阿倫·考徹爾稱，使用特殊的3D噴印技術，可在一天內造出所需導彈模型，而用傳統(tǒng)技術則需要約400小時。洛·馬公司聲稱，用3D打印為“三叉戟-IID5”潛地導彈制造部件，能比傳統(tǒng)方法節(jié)省一半時間。

美國3D打印機器人加工導彈導引頭

3D打印精度高、可控性強，應用在研制領域能大幅減少人工差錯的出現(xiàn)幾率，從而節(jié)約成本。該技術還能保證企業(yè)對所需配件做到“隨用隨打”，減少大批量存儲和運輸費用。據(jù)稱，美國公司用傳統(tǒng)工藝為愛國者PAC-3地空導彈制造齒輪組件的成本約2至4萬美元，轉用3D打印后，降到驚人的1250美元。

更重要的是，3D打印還是研制高超音速武器的重要技術。因為以五馬赫以上的速度在大氣層中飛行，高超音速武器對材料要求苛刻，傳統(tǒng)制造技術在切割、彎曲、塑形等方面很難達標�！爸挥薪柚�3D打印，才有可能完成某些極端困難的制造任務�！�

實戰(zhàn)使用已不遙遠
3D打印能根據(jù)需要調整所“打印”部件的形狀，或制造特形零件�！斑@是各國軍方在野戰(zhàn)條件下維修破損裝備的追求，”考徹爾稱，“構建以3D打印為核心的野戰(zhàn)維修基地，成了各國爭奪的技術制高點�！�

美國陸軍已推出三個試驗性“遠征實驗室”，內含3D打印機、數(shù)控機床等設備，可在野戰(zhàn)環(huán)境下快速制造裝備維修所需的復雜配件。其中兩個分別于2012年和2013年部署到阿富汗南部，第三個留在美國國內。美國海軍陸戰(zhàn)隊也有類似設備，他們在集裝箱基礎上制造出“移動式遠征制造試驗機床”（EXMAN），2016年12月在“鋼鐵騎士”演習中首次使用，可在8天內制造出32種急需配件，包括M242“大毒蛇”機關炮的消焰器，“如果使用傳統(tǒng)維修手段，類似消焰器這樣的部件將從遙遠的美國本土運至戰(zhàn)場，時間成本是不可忍受的”。

尚不能獨挑大梁
當然，3D打印也存在局限性，無法徹底顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)。例如在大批量生產(chǎn)塑料零件方面，采用傳統(tǒng)塑模制造方法依然有成本低、速度快的優(yōu)勢。在金屬零件加工方面，3D打印的精度和表面質量還不能與傳統(tǒng)機械加工媲美。

“在相當長的時期內，3D打印仍是對傳統(tǒng)制造方法的有效補充，”美國《防務新聞》稱，美國在制造F-35戰(zhàn)斗機時采用部分通過3D打印制造的鈦合金承力結構件，但大部分鈦合金結構件依然通過傳統(tǒng)鍛造工藝制造。事實上，要想最大限度發(fā)揮3D打印的潛能，還需與其他技術相結合。歐洲防務局（EDA）就發(fā)現(xiàn)一種讓彈頭小型化、輕型化的途徑，即在彈頭內嵌入氣泡，實驗數(shù)據(jù)顯示，與普通彈頭相比，同等重量和尺寸的“蜂巢式”彈頭爆炸所發(fā)出的能量更大，但這種“蜂巢式”設計必須與3D打印相結合，因為普通工藝和技術無法完成氣泡嵌入工作。

來源：新民晚報