桑迪亞實驗室研究人員利用3D打印技術制造核武器關鍵組件

南極熊導讀：無論是用于坦克、推進系統(tǒng)、頭盔，還是艦船，增材制造技術正在國防工業(yè)中緩慢但穩(wěn)步地占據(jù)一席之地。每個月幾乎都有新的應用被發(fā)現(xiàn)。例如，美國桑迪亞國家實驗室（Sandia National Labs）宣布，它們正在利用3D打印和其意思技術改變武器系統(tǒng)開發(fā)中定制電子連接器的方式。

△使用3D打印技術制造武器系統(tǒng)電子連接器

桑迪亞國家實驗室是一個多功能的實驗室，由霍尼韋爾國際旗下的桑迪亞有限責任公司（Sandia LLC）為美國能源部國家核安全局運營。該實驗室從多個來源獲得資金，在核威懾、全球安全、能源技術等領域處于研究前沿。在3D打印制造方面，該實驗室也具備豐富的經(jīng)驗。去年3月，該實驗室與俄勒岡州立大學簽訂了一個合作項目，旨在開發(fā)一種可以捕獲二氧化碳的3D打印建筑材料。

然而，這個特殊的項目卻完全不同。具體來說，它是3D打印開發(fā)連接器項目的一部分，該項目致力于利用先進制造技術幫助開發(fā)武器系統(tǒng)，特別是核武器的連接器。該項目由美國國家安全局資助，為期五年，旨在建立一支能夠在四周內制造并交付功能連接器的團隊，而目前則需要一年或更長的時間。同時，還要確保質量始終保持一致。

桑迪亞高級機械工程師兼連接器專家Michael Gallegos強調了該項目的重要性。他表示：“通過這個實驗室，我們擴大了響應各種客戶要求的能力。這是一次跨中心合作，連接了核威懾設計和材料科學領域。每個項目都讓我們有機會以新的方式使用我們的工具和材料進行創(chuàng)新和創(chuàng)建功能原型�！�

△桑迪亞國家實驗室的工程師正在分析PEEK插入件

桑迪亞實驗室為武器系統(tǒng)制造3D打印電子連接器

盡管現(xiàn)在已非冷戰(zhàn)時期，但核威懾仍然是許多國家國防戰(zhàn)略的核心組成部分。因此，確保國家核武庫的狀態(tài)良好至關重要。美國擁有世界第二大核彈頭庫存（截至2023年9月，約為3748枚，而俄羅斯為5580枚）。所以，電氣連接器在其中扮演著關鍵角色，因為這些部件對于確保核武器的安全性和在必要時的觸發(fā)至關重要。

△作為桑迪亞國家實驗室快速開發(fā)連接器項目的一部分，一名電氣工程師正在研究插座觸點

研究人員在探索快速開發(fā)連接器項目中，從多個角度看到了利用快速成型制造技術，特別是3D打印技術，所帶來的各種優(yōu)勢和潛力。例如，桑迪亞國家實驗室指出，共同定位制造技術顯示出將3D打印與注塑成型結合用于小批量零件生產(chǎn)的潛力。使用3D打印技術制造成本效益更高的模具已經(jīng)得到普遍認可。具體來說，3D打印模具的周轉速度比傳統(tǒng)機械加工快，并且允許進行更多的設計迭代。此外，實驗室還在研究使用快速成型玻璃技術制造密封件的可行性。

這些電子連接器的受益者包括W93武器的研發(fā)人員。W93預計從2034年起將取代美國海軍潛艇上的W76和W88彈頭。此外，美國計劃在國家核安全局資助期結束后，將該項目納入新武器計劃的預算中。