3D打印正引发军事制造业革命

摘要:原标题:3D打印正引发军事制造业革命 3D打印技术具有快速、精确、定制化、浪费少等优点,虽然发展时间较短,但其在军事、医疗服务等众多行业已发挥着重要作用。从军事领域来看,3D打印技术备受各国的青睐,被认为是21世纪

原标题:3D打印正引发军事制造业革命

    3D打印技术具有快速、精确、定制化、浪费少等优点,虽然发展时间较短,但其在军事、医疗服务等众多行业已发挥着重要作用。从军事领域来看,3D打印技术备受各国的青睐,被认为是21世纪具有颠覆意义的军事科技之一,将对未来战争产生重要影响。3D打印技术的运用不但可以改变武器装备生产的方式,还将影响军队的保障方式。有关专家指出,3D打印技术正引发一场军事制造业的革命。

    军事武器装备所需要的零部件大多是设计精巧,形状复杂的高强度零件,利用传统的技术手段无非就是把材料打磨、切割和铸造,这种方法不但耗时耗力,还往往达不到要求。而利用3D打印技术就可以直接打印出零件,节约时间成本。由于3D打印操作简单,为军工行业带来巨大的便利,在制造关键零件、使用关键技术时,可以避免委外加工,既防止了加工时数据的泄密,也节约了大量的时间。在对一些核心关键设备改进时,还不可避免地要对一些零件进行大量的单件试制,运用3D打印技术使零件数据和实物制作之间的转换所需时间大幅缩减,研发时间、生产周期也大幅度缩减,可以节约科研费用,加快装备制作的速度。

    近年来,美国积极开展3D打印技术生产大型钛合金部件的研究。美国军方和军工企业正与3D打印技术公司合作,推进大尺寸钛合金3D打印技术在战斗机制造上的应用。美国RLM工业公司利用3D打印技术制造“爱国者”防空系统齿轮组件,其制造成本由原来采用传统制造工艺的2万—4万美元降低到1250美元。洛克希德马丁公司在F-35战斗机副翼翼梁上使用了Sciaky公司3D打印的钛合金零件,并进行了飞行测试验证。两公司还联合研制了F-22战斗机钛合金支座并经过了全寿命光谱疲劳试验和负载试验。英国皇家空军1架装配有3D打印金属部件的旋风战斗机试飞成功,其装配的3D打印部件包括驾驶室的无线电防护罩、起落架防护装置及进气口支架。

    众所周知,榴弹发射器是现代战争中步兵最重要的火力支援武器之一。而美国的“兰博”牌榴弹枪可以使用3D打印技术制造,美国军方的研发团队称,除了弹簧和紧固件,这款M203A1榴弹发射器的每个零部件都是利用激光3D打印技术打印而成的。美国军方已在室内打靶场和户外测试基地测试过这款武器,并成功发射了15枚榴弹。

    除了榴弹发射器,美国Solid Concepts公司利用3D打印技术制造了世界上第一把金属枪,并测试成功。该3D打印的金属枪由30多个零件组成,经测试,该3D打印枪的射程比常规枪差一些但精度相当。AR-15半自动步枪的弹匣及其他部件也已经由3D打印技术制造出来,该枪能够射击600多次,综合性能良好。目前制约3D打印技术的问题是材料,如果金属粉末材料问题能够得到解决,3D打印技术在武器的设计制造与维修领域将会得到更广泛的应用。

    目前世界各国都在利用所有可以采用的方法去减少战场人员损失,尽力追求零伤亡,而及时有效的战场急救是有效的方法。然而战场局势瞬息万变,特别是有些情况下因为缺少必要的医疗材料,导致战场医疗受到极大影响。如果把3D打印技术运用到战场上,就可以最大限度对士兵进行必要及时的救援。在战场上或者战地医院根据受伤士兵的具体情况,运用3D打印技术制作相应的医疗用具甚至器官。例如,可以为骨折的士兵制作夹板、支架,为关节受伤的士兵打印关节,为眼睛受伤的士兵制作眼罩或特殊的眼镜,为截肢的士兵制作假肢,为脚受伤的士兵制作专用鞋等。

    3D打印技术作为一项新兴技术,具有独特的技术优势,可以制作出任意形状的、定制化的物体。3D打印技术已经在武器装备设计、制造和使用保障等领域得到了广泛应用。

 (作者:马建光,系国防科技大学文理学院教授;申起有、秦旭洁,系军事基础教育学院学员)


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