美國空軍維修配件成本高昂，投資5.5億美元與3D打印等公司合作

2020年10月29日，南極熊獲悉，工業(yè)3D打印機制造商Essentium獲得了美國空軍（USAF）一份為期四年的合同，目的是推動先進增材制造（AM）解決方案的開發(fā)和部署，應用于工具、地面支持、維護維修和老舊機隊的大修，以及軍用飛機和地面車輛的飛行認證部件。

這個項目的名稱為 "Advanced Additive Manufacturing for the Airman"，是美國空軍新的合作組織AFVentures 5.5億美元的戰(zhàn)略融資(STRATFi)計劃的一部分，這項計劃的目的是確定和推進有可能保護和促進美國空軍未來優(yōu)勢的技術。

通過提高增材制造生產(chǎn)和開發(fā)認證材料，以無與倫比的速度和成本生產(chǎn)出質量穩(wěn)定的增材制造部件，這項合同有可能為美國空軍和國民警衛(wèi)局（NGB）節(jié)省數(shù)百萬美元。Essentium-USAF項目團隊將使用Essentium的高速擠壓（HSE）3D打印平臺測試和開發(fā)新的材料和工藝，以保護和推進美國空軍的競爭力和戰(zhàn)略能力。

由于打印速度對快速生產(chǎn)零件和減少認證新材料用于飛行所需的時間都很有用，因此選擇Essentium的HSE系統(tǒng)來創(chuàng)新地解決生產(chǎn)、供應鏈和采購方面的挑戰(zhàn)。在2020年3月12日AFVentures啟動儀式之前，這家3D打印機供應商與其他20家公司一起被選中。當時，美國空軍負責采辦事務的助理部長威爾-羅珀宣布成立AFVentures，作為 "美國空軍與小企業(yè)合作，為戰(zhàn)士的關鍵技術提供資金的保護傘"。

△Essentium的高速擠出（HSE）3D打印平臺，圖片由Essentium提供

根據(jù)美國空軍的一份報告，這21家 公司將通過AFVentures的STRATFi獲得為期四年的固定價格合同，總價值超過5.5億美元。這筆金額包括超過1億美元的小企業(yè)創(chuàng)新研究(SBIR)基金，超過1億美元的美國空軍資金，以及3.5億美元的私人投資，未來幾年這些資金很有可能只會越來越大。羅珀在華盛頓發(fā)言時強調(diào)，美國需要投資小企業(yè)，擴大工業(yè)基礎，并保持對全球競爭對手的優(yōu)勢，因為它們是當今世界顛覆性技術的關鍵來源。
至于Essentium的項目，美國空軍快速維持辦公室副項目執(zhí)行官Nathan Parker提出，"由于有了像Essentium的增材制造解決方案這樣的尖端技術，開發(fā)安全關鍵的飛機部件比以往任何時候都更快。Essentium展示了使用Essentium HSE 3D打印平臺創(chuàng)建零件的能力。我們將共同努力，推動增材制造技術向前發(fā)展；以實現(xiàn)更快的飛機維修，大幅縮短零件交付時間，讓我們的戰(zhàn)機做好準備。"

Essentium提出，美國空軍一直面臨著加速飛機維修、降低成本、讓飛機快速重返空中的壓力。

由于結構性開裂和腐蝕問題，許多飛機的長期使用導致維護和維修成本增加�？哲�5300多架現(xiàn)役飛機中，許多飛機都在老化，雖然替換零件稀缺，但要找到愿意恢復生產(chǎn)可能多年不重新訂購的零件的制造商也是一個挑戰(zhàn)。Essentium介紹說，一次訂購一到兩個的零部件極其昂貴，而且需要特別長的等待時間。此外，用較新的型號替換大量老舊飛機可能會變得非常昂貴，到2030年代中期，每年的費用高達260億美元。實施像3D打印這樣的技術，可以延長這些老化飛機系統(tǒng)的壽命，降低運行和維護成本。

△2020年3月12日，空軍負責采購、技術和后勤的助理部長威爾-羅珀在AFVentures發(fā)布會上，圖片由美國空軍/Andy Morataya提供

作為對硬件能力的補充，Essentium的工程師將利用他們在材料科學方面的專業(yè)知識，為軍用規(guī)格（MIL-spec）材料提供即插即用的替代品，如酚醛材料--一種常用的樹脂基復合材料，適用于軍用車輛和飛行器的面板和裝甲。團隊聲稱，與美國空軍現(xiàn)有解決方案相比，它的目標是在大幅減少時間和成本的情況下認證四倍數(shù)量的材料。

2018年4月，3D打印公司Essentium宣布將推出的HSE 3D打印機可以打印速度高達1m/s。

△Essentium高速擠出3D打印機

2019年1月，Essentium在A輪融資中籌集了2220萬美元，該輪由巴斯夫風險投資公司牽頭，其他跟投者包括Materialise，Genesis Park和之前的種子輪投資者。

該公司新的超速擠壓（HSE）平臺（75,000美元）采用了Essentium的專利FlashFuse技術，這是一種由兩部分組成的電焊解決方案，結合納米材料技術和硬件技術，利用等離子體的力量來解決長期困擾FDM打印部件的Z軸強度問題。使用這項技術，您現(xiàn)在可以在打印部件內(nèi)部將各個層融合在一起。該技術具有可擴展性，可應用于任何類型的熱塑性塑料。 HSE平臺提供高打印速度，使用Essentium FlashFuse可以達到注塑部件的強度，以及在不到3秒的時間內(nèi)將噴嘴從20°C加熱到600°C的能力，使其成為完整解決方案的平臺實現(xiàn)增材制造的工業(yè)應用。

編譯自：3dprint

美國空軍新的合作組織AFVentures 5.5億美元的戰(zhàn)略融資(STRATFi)