來源:光明軍事
作者:秦旭杰 申起有 趙帥
3D打印技術(shù)具有快速、精確、訂制化、浪費少等優(yōu)點,雖然發(fā)展時間較短,但其在軍事領(lǐng)域、制造業(yè)、醫(yī)療服務(wù)等眾多行業(yè)卻發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。從軍事領(lǐng)域來看,3D打印技術(shù)備受各國軍方的青睞,被認(rèn)為是21世紀(jì)具有顛覆意義的軍事科技之一,將對未來戰(zhàn)爭產(chǎn)生重要影響。在未來戰(zhàn)爭中,3D打印技術(shù)的運用不但可以改變武器裝備生產(chǎn)裝備的方式,還影響軍隊的保障的方式。有關(guān)專家指出,3D打印技術(shù)正在引發(fā)一場軍事制造業(yè)的革命。
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2019-12-24 11:13 上傳
航空航天應(yīng)用廣泛
美國空軍飛機(jī)制造集團(tuán),Lockheed Martin集團(tuán),使用EBAM技術(shù) (Electron Beam Direct Manufacturing),在自家3D打印機(jī)Sciaky上,把原先F-35戰(zhàn)機(jī)7萬美金的部件,僅僅使用9美分就制作完成。
近年來,美國積極開展3D打印技術(shù)生產(chǎn)大型鈦合金部件的研究。美國軍方和軍工企業(yè)正與3D Systems和Sciaky等3D打印技術(shù)公司合作,推進(jìn)大尺寸鈦合金3D打印技術(shù)在戰(zhàn)斗機(jī)制造上的應(yīng)用。
其實早在2002年,美國就開始將激光成型鈦合金零件裝上戰(zhàn)機(jī)試驗。但由于無法解決制造過程中鈦合金變形、斷裂等技術(shù)難題,美國始終只能生產(chǎn)小尺寸鈦合金部件和對鈦合金零件表面進(jìn)行修復(fù)。
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2019-12-24 11:13 上傳
武器裝備大放異彩
軍事武器裝備所需要的零部件大多是設(shè)計精巧、形狀復(fù)雜的高強(qiáng)度零件,利用傳統(tǒng)的技術(shù)手段無非就是把材料打磨、切割和鑄造,而這種方法不但耗時耗力,往往達(dá)不到要求。
而利用3D打印技術(shù)就可以直接打印出零件,節(jié)約時間成本。由于3D打印技術(shù)的操作簡單,為軍工行業(yè)帶來巨大的便利,在制造關(guān)鍵零件,使用關(guān)鍵技術(shù)時,可以避免委外加工,既防止了加工時數(shù)據(jù)的泄密,也節(jié)約大量的時間。在對一些核心關(guān)鍵設(shè)備改進(jìn)時,不可避免要對一些零件進(jìn)行大量的單件試制,由于3D打印技術(shù)零件數(shù)據(jù)和實物制作之間的轉(zhuǎn)換所需要的時間大幅度縮減,研發(fā)時間、生產(chǎn)周期大幅度縮減,可以節(jié)約出科研費用,加快裝備制作的周期。
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2019-12-24 11:13 上傳
美國RLM工業(yè)公司利用3D打印技術(shù)制造“愛國者”防空系統(tǒng)齒輪組件,其制造成本由原來采用傳統(tǒng)制造工藝的2~4萬美元降低到1250美元。通用電氣公司采用3D打印技術(shù)制造發(fā)動機(jī)鈦合金零件,使每臺發(fā)動機(jī)成本節(jié)省了2.5萬美元。
洛克希德馬丁公司在F-35戰(zhàn)斗機(jī)副翼翼梁上使用了西亞基(Sciaky)公司3D打印的鈦合金零件,并進(jìn)行了飛行測試驗證。2個公司還聯(lián)合研制了F-22戰(zhàn)斗機(jī)鈦合金支座并經(jīng)過了全壽命光譜疲勞試驗和負(fù)載試驗。
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波音公司利用3D打印技術(shù)制造了約300多種不同的飛機(jī)零部件, 其中包括將冷空氣導(dǎo)入電子設(shè)備的復(fù)雜形狀導(dǎo)管。英國皇家空軍1架裝配有3D打印金屬部件的旋風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)試飛成功,其裝配的3D打印部件包括駕駛室的無線電防護(hù)罩、起落架防護(hù)裝置及進(jìn)氣口支架。
眾所周知榴彈發(fā)射器是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中步兵最重要的火力支援武器之一。而美國的“蘭博”牌榴彈槍可以使用3D打印技術(shù)制造,美國軍方的研發(fā)團(tuán)隊稱,除了彈簧和緊固件,這款M203A1榴彈發(fā)射器的每個零部件都是利用激光3D打印技術(shù)打印而成的。美國軍方已在室內(nèi)打靶場和戶外測試基地測試過這款武器,并成功發(fā)射了15枚榴彈。除了榴彈發(fā)射器,美國Solid Concepts公司利用3D打印技術(shù)制造了世界上第一只金屬槍并測試成功。
戰(zhàn)場醫(yī)療作用凸顯
目前世界各國都在利用所有可以利用的方法去減少戰(zhàn)場的人員損失,盡力追求零傷亡,而及時有效的戰(zhàn)場急救是最有效的方法。然而戰(zhàn)場局勢瞬息萬變,可能導(dǎo)致傷亡的因素眾多,很難在事先準(zhǔn)備時做到面面俱到,在部分情況下因為缺少必要的醫(yī)療材料,導(dǎo)致戰(zhàn)場醫(yī)療受到極大的影響。如果把3D打印技術(shù)帶上戰(zhàn)場,為了最大限度的對士兵進(jìn)行必要及時的救援,在戰(zhàn)場上或者戰(zhàn)地醫(yī)院可以根據(jù)受傷士兵的具體情況制作相應(yīng)的醫(yī)療用具甚至器官。
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例如,可以為骨折的士兵制作夾板、支架,為關(guān)節(jié)受傷的士兵打印關(guān)節(jié),為眼睛受傷的士兵制作眼罩或特殊的眼鏡,為截肢的士兵制作假肢,為腳受傷的士兵制作專用鞋等。使用三維重建技術(shù),人們在量身高體重的同時,可以同時構(gòu)建個人的三維立體模型,進(jìn)而計算采集頭圍、胸圍、腰圍、臀圍等參數(shù),可以供醫(yī)療人員匯總個人身體基本狀況,在戰(zhàn)場醫(yī)療時利用三維重建技術(shù),可針對不同傷員構(gòu)建起骨骼、器官乃至毛細(xì)血管的模型,并通過3D打印機(jī)打印,為戰(zhàn)場第一時間救護(hù)提供強(qiáng)有力的支持。
3D打印技術(shù)作為一種新興技術(shù),具有獨特的技術(shù)優(yōu)勢,可以制作出任意形狀的、定制化的物體。3D打印技術(shù)已經(jīng)在武器裝備設(shè)計、制造和使用保障等領(lǐng)域開展了廣泛應(yīng)用,在未來的信息化戰(zhàn)爭裝備維修保障領(lǐng)域,必將發(fā)揮舉足輕重的作用。這項新興的技術(shù)在軍事領(lǐng)域被廣泛運用是非常有必要的,值得我們建立完整的制度措施,培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)人才,為技術(shù)發(fā)展提供幫助。
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