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3D打印助力先進武器開發(fā)

3D打印動態(tài)
2018
05/15
14:09
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近年來,3D打。ˋM)為制造業(yè)帶來巨大變革,連各國軍隊都紛紛將該技術(shù)應(yīng)用到軍備制造和維修領(lǐng)域。與傳統(tǒng)制造相比,3D打印具有小批量制造成本低、速度快,復雜制造能力好,材料利用率高,適應(yīng)性好等優(yōu)點,應(yīng)用于武器裝備發(fā)展時能夠顯著縮短武器裝備研制時間,減少研制費用,提高武器裝備性能,降低武器裝備成本,提高維修保障時效性與精度。在世界各國的廣泛關(guān)注與大力推進下,近年來3D打印技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用不斷取得突破,顯示了良好的軍事應(yīng)用前景,將對武器裝備的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。

導彈部件是“打印”的
飛機、導彈的零件往往結(jié)構(gòu)復雜、形狀特殊,用傳統(tǒng)工藝制造又難又貴,3D打印正好能解決難題!氨M管還不能‘打印’一枚完整的導彈,但推進系統(tǒng)等諸多關(guān)鍵零件已能用3D打印機弄出來,讓研發(fā)生產(chǎn)更快更高效,”《簡氏國際防務(wù)評論》稱,“3D打印的優(yōu)勢是能造出幾乎任何形狀的物體,小批量、多品種、柔性化和定制化是其最適宜的場景,目前美國雷錫恩、洛·馬等軍火商都在武器設(shè)計生產(chǎn)中使用3D打印。”

雷錫恩公司旗下約80%的導彈部件通過3D打印獲取,包括火箭發(fā)動機、制導系統(tǒng)、印刷電路等。美國空軍第91導彈維修中隊也在用3D打印制造特種工具,用于維修“民兵-3”洲際導彈。

制造高超音速武器
與傳統(tǒng)制造手法相比,3D打印可在極短時間內(nèi)“打印”出供測試用的樣品。雷錫恩公司導彈系統(tǒng)分部副總裁阿倫·考徹爾稱,使用特殊的3D噴印技術(shù),可在一天內(nèi)造出所需導彈模型,而用傳統(tǒng)技術(shù)則需要約400小時。洛·馬公司聲稱,用3D打印為“三叉戟-IID5”潛地導彈制造部件,能比傳統(tǒng)方法節(jié)省一半時間。

美國3D打印機器人加工導彈導引頭
3D打印精度高、可控性強,應(yīng)用在研制領(lǐng)域能大幅減少人工差錯的出現(xiàn)幾率,從而節(jié)約成本。該技術(shù)還能保證企業(yè)對所需配件做到“隨用隨打”,減少大批量存儲和運輸費用。據(jù)稱,美國公司用傳統(tǒng)工藝為愛國者PAC-3地空導彈制造齒輪組件的成本約2至4萬美元,轉(zhuǎn)用3D打印后,降到驚人的1250美元。

更重要的是,3D打印還是研制高超音速武器的重要技術(shù)。因為以五馬赫以上的速度在大氣層中飛行,高超音速武器對材料要求苛刻,傳統(tǒng)制造技術(shù)在切割、彎曲、塑形等方面很難達標!爸挥薪柚3D打印,才有可能完成某些極端困難的制造任務(wù)!

實戰(zhàn)使用已不遙遠
3D打印能根據(jù)需要調(diào)整所“打印”部件的形狀,或制造特形零件!斑@是各國軍方在野戰(zhàn)條件下維修破損裝備的追求,”考徹爾稱,“構(gòu)建以3D打印為核心的野戰(zhàn)維修基地,成了各國爭奪的技術(shù)制高點!

美國陸軍已推出三個試驗性“遠征實驗室”,內(nèi)含3D打印機、數(shù)控機床等設(shè)備,可在野戰(zhàn)環(huán)境下快速制造裝備維修所需的復雜配件。其中兩個分別于2012年和2013年部署到阿富汗南部,第三個留在美國國內(nèi)。美國海軍陸戰(zhàn)隊也有類似設(shè)備,他們在集裝箱基礎(chǔ)上制造出“移動式遠征制造試驗機床”(EXMAN),2016年12月在“鋼鐵騎士”演習中首次使用,可在8天內(nèi)制造出32種急需配件,包括M242“大毒蛇”機關(guān)炮的消焰器,“如果使用傳統(tǒng)維修手段,類似消焰器這樣的部件將從遙遠的美國本土運至戰(zhàn)場,時間成本是不可忍受的”。

尚不能獨挑大梁
當然,3D打印也存在局限性,無法徹底顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)。例如在大批量生產(chǎn)塑料零件方面,采用傳統(tǒng)塑模制造方法依然有成本低、速度快的優(yōu)勢。在金屬零件加工方面,3D打印的精度和表面質(zhì)量還不能與傳統(tǒng)機械加工媲美。

“在相當長的時期內(nèi),3D打印仍是對傳統(tǒng)制造方法的有效補充,”美國《防務(wù)新聞》稱,美國在制造F-35戰(zhàn)斗機時采用部分通過3D打印制造的鈦合金承力結(jié)構(gòu)件,但大部分鈦合金結(jié)構(gòu)件依然通過傳統(tǒng)鍛造工藝制造。事實上,要想最大限度發(fā)揮3D打印的潛能,還需與其他技術(shù)相結(jié)合。歐洲防務(wù)局(EDA)就發(fā)現(xiàn)一種讓彈頭小型化、輕型化的途徑,即在彈頭內(nèi)嵌入氣泡,實驗數(shù)據(jù)顯示,與普通彈頭相比,同等重量和尺寸的“蜂巢式”彈頭爆炸所發(fā)出的能量更大,但這種“蜂巢式”設(shè)計必須與3D打印相結(jié)合,因為普通工藝和技術(shù)無法完成氣泡嵌入工作。

來源:新民晚報


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