SPEE3D冷噴涂增材制造技術(shù)國際海軍演習中大放異彩

2024年8月19日，南極熊獲悉，澳大利亞金屬3D打印機制造商SPEE3D宣布成功完成參加環(huán)太平洋（RIMPAC）海上軍事演習。   

SPEE3D在位于夏威夷卡內(nèi)奧赫灣的 美國海軍陸戰(zhàn)隊航空站的“三叉戟勇士”號（RIMPAC 的實驗部分）中部署了其遠征制造單元(EMU)。

該公司利用其冷噴涂增材制造(CSAM) 和后處理技術(shù)，用鋁和不銹鋼 3D 打印出 11 個鑄件金屬部件。現(xiàn)在將研究這些維修和更換部件的材料特性，以評估 EMU 在有爭議的環(huán)境中維護國防設備的可行性。  

美國海軍是此次演習中增材制造技術(shù)的主要采用者。SPEE3D 首席執(zhí)行官拜倫·肯尼迪(Byron Kennedy) 表示，RIMPAC 是“國防部( DoD) 迄今為止進行的規(guī)模最大的分布式先進制造演示”。   

他補充說，美國國防部與該公司的目標一致，即對軍隊進行 3D 打印培訓并實施增材制造。肯尼迪認為，這項技術(shù)在 3D 打印“需要時打印關(guān)鍵金屬部件以支持現(xiàn)代化和作戰(zhàn)準備”方面具有價值。

△SPEE3D的新型遠征制造單元 (EMU)，左側(cè)為 SPEE3Dcell，右側(cè)為 XSPEE3D。照片來自 SPEE3D。

2024 年環(huán)太平洋軍演上的3D 打印

來自29個國家的40艘艦艇、150架飛機、3艘潛艇、14支陸基部隊和2.5萬名軍人參加了此次國際軍事演習。據(jù)報道，這是世界上規(guī)模最大的全球海軍演習系列。  

在“三叉戟勇士”演習期間，EMU 由隸屬于海軍研究生院的美國先進制造研究與教育聯(lián)盟（CAMRE）的工程師團隊進行測試。   

遠征制造單元于今年早些時候啟動，結(jié)合了 SPEE3D 的XSPEE3D冷噴涂 3D 打印機和SPEE3Dcell后處理單元。該集裝箱式系統(tǒng)可部署到偏遠地區(qū)，使軍隊能夠在需要的地方快速生產(chǎn)金屬備件。

XSPEE3D 采用冷噴涂 3D 打印技術(shù)，又稱超音速粒子沉積 (SPD)，能夠快速制造大型致密金屬部件。該 3D 打印機的打印速度為每分鐘 100 克，能夠生產(chǎn)尺寸高達 ⌀0.9mx 0.7m 的部件。據(jù)報道，這比市場上其他金屬 3D 打印機快 100 到 1,000倍。

SPEE3Dcell 是一個設備齊全的移動后處理單元，配備熱處理爐、CNC 三軸銑床、工具和測試設備。熱處理對于制造軍用備件至關(guān)重要。它確保 3D 打印組件具有良好的機械性能、強度高且易于加工。     

△XSPEE3D冷噴涂增材制造打印機。照片來自 SPEE3D。

在環(huán)太平洋軍演上，CAMRE 力圖證明3D 打印能夠?qū)㈥P(guān)鍵部件的交付時間從幾天縮短到幾小時，從而確保軍事供應鏈的安全。此外，SPEE3D 還與該聯(lián)盟合作，探索遠征環(huán)境中 3D 打印的最佳實踐。

CAMRE 團隊成功利用 EMU 為陸軍、海軍、空軍、海軍陸戰(zhàn)隊和海岸警衛(wèi)隊 3D 打印了 11 個鑄造等效替換部件。

邁克爾·拉迪根中校是海軍陸戰(zhàn)隊創(chuàng)新部門的成員，也是美國政府三叉戟勇士 24 號 CAMRE 團隊的負責人。他表示，CAMRE“促進了最新的先進制造技術(shù)投入運營，并找到了釋放更多能力的方法�！�

除了 EMU，美國海軍還在 2024 年環(huán)太平洋軍演上采用了Snowbird Technologies的SAMM Tech 混合 DED 制造系統(tǒng)。這款集裝箱式 3D 打印機將Meltio 的金屬線定向能量沉積 (DED) 技術(shù)與FANUC控制的 CNC 系統(tǒng)相結(jié)合。因此，金屬零件可以在同一臺機器上進行 3D 打印、銑削和精加工。 演習期間，混合制造平臺被安裝在圣安東尼奧級兩棲船塢運輸艦薩默塞特號（LPD-25）上。

△CAMRE團隊在 RIMPAC 演習中使用 XSPEE3D 3D 打印機。照片來自海軍研究生院。

增材制造增強了作戰(zhàn)能力

世界各地的軍隊越來越多地利用增材管理來提高關(guān)鍵作戰(zhàn)裝備的可用性  

事實上，RIMPAC 2024 并不是美國國防部首次采用增材制造技術(shù)。今年早些時候，美國海軍與火箭發(fā)動機制造商Ursa Major簽訂了合同，為其標準導彈 (SM) 項目設計、制造和熱火測試3D 打印固體火箭發(fā)動機(SRM) 原型。  

該公司正在利用其增材制造技術(shù) Lynx 開發(fā)新一代 SRM，以優(yōu)化可制造性和可靠性。希望這將使美國能夠滿足對 SRM 日益增長的需求，因為它正在補充國內(nèi)庫存并支持烏克蘭正在進行的戰(zhàn)爭努力。      

此外，英國陸軍首次在戰(zhàn)場上采用3D 打印技術(shù)打印備件。在“堅定衛(wèi)士”演習中，英國陸軍使用了金屬和聚合物 3D 打印機，這是北約自冷戰(zhàn)以來規(guī)模最大的軍事演習。

皇家電氣和機械工程師團第 9 戰(zhàn)區(qū)支援營 (9 REME) 利用 3D 打印機更換路虎等舊車損壞或丟失的部件。這些部件包括油桶、通信系統(tǒng)支架和發(fā)動機艙內(nèi)的支架。   

在金屬方面，英國陸軍采用了去年購買的 XSPEE3D 裝置。還使用了一臺未命名的 FDM 3D 打印機，即“聚合物制造空間系統(tǒng)”。它被放置在卡車后面，以便將其運送到需要的地方。