美國軍方增材制造技術(shù)發(fā)展規(guī)劃

增材制造（AM）對全球技術(shù)進(jìn)步的影響是深遠(yuǎn)的，美國軍方更是把AM技術(shù)視為未來重要的裝備材料制造技術(shù)。從美國國防部（DoD）的規(guī)劃部署來看，美國空軍、陸軍、海軍、海軍陸戰(zhàn)隊都在努力推進(jìn)AM材料、工藝和制造技術(shù)的投資和應(yīng)用推廣力度。

美國正在大力振興工業(yè)制造業(yè)，其中的一項(xiàng)努力是大力拓展增材制造技術(shù)所具備的有效設(shè)計和快速樣機(jī)制造能力。美軍每個軍種以及大部分供應(yīng)基地和軍械庫，都在進(jìn)行獨(dú)立的增材制造技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用。因?yàn)橄噍^其他制造技術(shù)，增材制造技術(shù)在時間和成本、復(fù)雜性和定制需求、技術(shù)新穎性方面都更滿足國防部的要求。

增材制造技術(shù)滿足美國國防部的多方需求（Defense AT&L）

目前，美國空軍和美國海軍都已經(jīng)制定了增材制造技術(shù)戰(zhàn)略實(shí)施計劃，陸軍也正在進(jìn)行相應(yīng)技術(shù)實(shí)施規(guī)劃草案的制定工作。

美國空軍的增材制造戰(zhàn)略規(guī)劃
在美國空軍的增材制造戰(zhàn)略實(shí)施計劃中，增材制造技術(shù)的開發(fā)基于現(xiàn)在、近期和長期三步走策略，并結(jié)合了以下9個關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)的解決：
√        材料標(biāo)準(zhǔn)和可用性
√        零件選擇
√        技能組合開發(fā)
√        配置控制
√        重復(fù)性
√        網(wǎng)絡(luò)安全
√        部件驗(yàn)證和資格認(rèn)證
√        流程驗(yàn)證和資格認(rèn)證
√        逆向工程

作為近期目標(biāo)美國空軍將以集中方式開發(fā)限定目標(biāo)非關(guān)鍵部件的選擇性增財制造功能。并在國防部供應(yīng)商中建立可共享和擴(kuò)展的增材制造設(shè)備、培訓(xùn)、流程、工具、后處理程序等的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。美國軍方的長期愿景是建立增材制造全球制造網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)按需打印流程來降低成本并有效提高軍隊靈活性。

美國空軍增材制造能力發(fā)展路線圖

美國空軍還進(jìn)行了一系列功能性增材制造技術(shù)演示項(xiàng)目。包括利用Direct-Write Plasma技術(shù)打印了MQ-9 Reaper無人機(jī)的銅制天線、高溫碳纖維復(fù)合材料的打印以及用Images of Silver Ink技術(shù)將彈性混合電子打印到PEEK（底部）上等。其中利用選擇性激光燒結(jié)制成的高溫聚合物復(fù)合材料將適用于極端環(huán)境材料，可用于下一代戰(zhàn)斗機(jī)噴氣機(jī)的前緣和后緣。

左上：Direct-Write Plasma技術(shù)打印MQ-9 Reaper無人機(jī)銅制天線、

右上：選擇性激光燒結(jié)技術(shù)制成高溫碳纖維復(fù)合材料

下： Images of Silver Ink技術(shù)將彈性混合電子打印到PEEK（聚醚醚酮）上

美國海軍的增材制造戰(zhàn)略規(guī)劃
美國海軍部在增材制造技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用方面具有完善的組織結(jié)構(gòu)。海軍增材制造執(zhí)行委員會（The Naval Additive Manufacturing Executive Committee），由海軍副協(xié)助秘書組成，負(fù)責(zé)研究，開發(fā)，測試和評估。該委員會聯(lián)合海軍多個部門研究并發(fā)布了海軍增材制造實(shí)施計劃（IP）。美國海軍增材制造實(shí)施計劃 V2.0確定了以下五個目標(biāo)

√        增加增材制造系統(tǒng)的開發(fā)和集成。
√        培養(yǎng)對增材制造零件進(jìn)行認(rèn)證的能力。
√        增材制造框架和工具進(jìn)行數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)端到端流程集成。
√        建立美國海軍先進(jìn)的集成數(shù)字化制造網(wǎng)格。
√        對海軍員工的增材制造教育、培訓(xùn)和認(rèn)證的流程化

除了這些廣泛的目標(biāo)之外，DON AM IP V2.0還打破了要克服的特定重點(diǎn)領(lǐng)域和實(shí)施挑戰(zhàn)，同時還展示了跨越2017年至2021年的進(jìn)展里程碑和示范。

DON AM IP V2.0 Progression Milestones and Demonstrations

美國陸軍的增材制造戰(zhàn)略規(guī)劃
美國陸軍的增材制造的具體實(shí)施計劃目前正由美國陸軍裝備司令部制定中。據(jù)悉，陸軍增材制造技術(shù)路線圖（AAMTR）包括15個技術(shù)目標(biāo)，65個有序活動，以及跨越設(shè)計、材料、流程和價值鏈四個重點(diǎn)領(lǐng)域的241個要求

陸軍增材制造技術(shù)路線圖在國防部路線圖基礎(chǔ)上又細(xì)化了要求

美國陸軍規(guī)劃的增材制造應(yīng)用領(lǐng)域包括：
√        維護(hù)和維護(hù)，
√        新部件/系統(tǒng)的生產(chǎn)和采購
√        增材制造在急需和遠(yuǎn)征環(huán)境中的應(yīng)用。

此外，陸軍計劃還詳細(xì)闡述了成功實(shí)施增材制造技術(shù)必須解決的其他幾個非技術(shù)關(guān)鍵推動因素，包括文化變革，勞動力發(fā)展，數(shù)據(jù)管理和政策變革等。

美國陸軍增材制造應(yīng)用路線圖

主要資料來源：
[1]AdditiveManufacturing in the DoD，DSIAC 2018
[2]Opportunities andChallenges of Additive Manufacturing in the DoD，DSIAC 20153-D-Printed Weapons:Challenges and Opportunities in Advanced Manufacturing，DSIAC 2018，
[3]AdditiveManufacturing: From Form to Function，Strategic StudiesQuarterly，2016 fall
[4]The December 2016issue of the Defense Acquisition, Technology and Logistics (AT&L) Magazine
[5]AdditiveManufacturing Fundamental Concepts， DAU Lunch& Learn，2018
[6]PERATIONALIZINGADDITIVE MANUFACTURING TO ENHANCE WARFIGHTER CAPABILITIES AND STRENGTHEN THEORGANIC INDUSTRIAL BASE，U.S. ARMY ARMAMENT RESEARCH,DEVELOPMENT & ENGINEERING CENTER
[7]Department of theNavy (DON) Additive Manufacturing (AM) Implementation Plan V2.0 (2017)

來源： 高端裝備產(chǎn)業(yè)研究中心