3D打印技術為何備受各國軍方青睞

來源：光明軍事
作者：秦旭杰 申起有 趙帥

3D打印技術具有快速、精確、訂制化、浪費少等優(yōu)點，雖然發(fā)展時間較短，但其在軍事領域、制造業(yè)、醫(yī)療服務等眾多行業(yè)卻發(fā)揮著至關重要的作用。從軍事領域來看，3D打印技術備受各國軍方的青睞，被認為是21世紀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。有關專家指出，3D打印技術正在引發(fā)一場軍事制造業(yè)的革命。

航空航天應用廣泛
美國空軍飛機制造集團，Lockheed Martin集團，使用EBAM技術 (Electron Beam Direct Manufacturing)，在自家3D打印機Sciaky上，把原先F-35戰(zhàn)機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打印技術公司合作，推進大尺寸鈦合金3D打印技術在戰(zhàn)斗機制造上的應用。

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)機試驗。但由于無法解決制造過程中鈦合金變形、斷裂等技術難題，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行修復。

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計精巧、形狀復雜的高強度零件，利用傳統(tǒng)的技術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，往往達不到要求。

而利用3D打印技術就可以直接打印出零件，節(jié)約時間成本。由于3D打印技術的操作簡單，為軍工行業(yè)帶來巨大的便利，在制造關鍵零件，使用關鍵技術時，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。在對一些核心關鍵設備改進時，不可避免要對一些零件進行大量的單件試制，由于3D打印技術零件數(shù)據(jù)和實物制作之間的轉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。

美國RLM工業(yè)公司利用3D打印技術制造“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打印技術制造發(fā)動機鈦合金零件，使每臺發(fā)動機成本節(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)斗機鈦合金支座并經(jīng)過了全壽命光譜疲勞試驗和負載試驗。

波音公司利用3D打印技術制造了約300多種不同的飛機零部件, 其中包括將冷空氣導入電子設備的復雜形狀導管。英國皇家空軍1架裝配有3D打印金屬部件的旋風戰(zhàn)斗機試飛成功,其裝配的3D打印部件包括駕駛室的無線電防護罩、起落架防護裝置及進氣口支架。

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打印技術制造，美國軍方的研發(fā)團隊稱，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打印技術打印而成的。美國軍方已在室內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，可能導致傷亡的因素眾多，很難在事先準備時做到面面俱到，在部分情況下因為缺少必要的醫(yī)療材料，導致戰(zhàn)場醫(yī)療受到極大的影響。如果把3D打印技術帶上戰(zhàn)場，為了最大限度的對士兵進行必要及時的救援，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的醫(yī)療用具甚至器官。

例如，可以為骨折的士兵制作夾板、支架，為關節(jié)受傷的士兵打印關節(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，人們在量身高體重的同時，可以同時構建個人的三維立體模型，進而計算采集頭圍、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，可針對不同傷員構建起骨骼、器官乃至毛細血管的模型，并通過3D打印機打印，為戰(zhàn)場第一時間救護提供強有力的支持。

3D打印技術作為一種新興技術，具有獨特的技術優(yōu)勢，可以制作出任意形狀的、定制化的物體。3D打印技術已經(jīng)在武器裝備設計、制造和使用保障等領域開展了廣泛應用，在未來的信息化戰(zhàn)爭裝備維修保障領域，必將發(fā)揮舉足輕重的作用。這項新興的技術在軍事領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)的技術人才，為技術發(fā)展提供幫助。