美國空軍開發(fā)遠(yuǎn)征混凝土3D打印機，加速前線基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

2025年4月21日，南極熊獲悉，美國馬里蘭州空軍國民警衛(wèi)隊基地，第175土木工程中隊成功開發(fā)了一款遠(yuǎn)征型混凝土3D打印機，旨在快速構(gòu)建強化基礎(chǔ)設(shè)施，以支持作戰(zhàn)人員在有爭議環(huán)境中的持續(xù)部署與作戰(zhàn)行動。

△美國空軍開發(fā)遠(yuǎn)征混凝土3D打印機

該項目由第175中隊副土木工程官員、遠(yuǎn)征3D混凝土打印機項目經(jīng)理Brian Vickers少校主導(dǎo)。他表示：“這一構(gòu)想源自對未來沖突中空軍土木工程部隊作用的深刻反思。隨著任務(wù)需求的演進(jìn)，我們必須重新聚焦于快速部署、建設(shè)和修復(fù)簡易機場與關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的能力�！�

傳統(tǒng)施工方式雖然成熟可靠，但在緊急戰(zhàn)術(shù)環(huán)境中通常受限于高人力投入、工期較長及后勤成本高等問題。遠(yuǎn)征3D打印系統(tǒng)通過極簡的操作流程，僅需三名空軍人員即可運作，同時采用混凝土這一全球易得建材，有效提升建造效率、降低后勤負(fù)擔(dān)。

該系統(tǒng)打印的曲面墻體不僅具備良好的抗爆與抗碎片性能，同時得益于混凝土材料出色的熱工屬性，提升了整體建筑的生存能力與能效水平。為進(jìn)一步優(yōu)化防護(hù)性能，第175中隊與馬薩諸塞州國民警衛(wèi)隊及國家安全創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)（NSIN）合作，推進(jìn)3D打印墻體的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，并計劃通過受控爆炸測試驗證結(jié)構(gòu)的實戰(zhàn)適應(yīng)性。

本項目初期獲得中隊創(chuàng)新基金資助，隨后通過AFWERX Refinery計劃爭取到更多利益相關(guān)方的支持，進(jìn)一步加速了測試與部署進(jìn)程。雖然早期測試表明系統(tǒng)具備可行性，但也暴露出在堅固性與可運輸性方面的改進(jìn)需求。為此，該團(tuán)隊與行業(yè)合作伙伴X-Hab 3D聯(lián)合優(yōu)化了商用設(shè)計，對組件進(jìn)行強化、流程實現(xiàn)自動化并簡化控制界面，確保系統(tǒng)能夠快速投用于戰(zhàn)場環(huán)境。

3D打印技術(shù)在軍事建筑中的應(yīng)用

去年4月，賓夕法尼亞州立大學(xué)與X-Hab 3D團(tuán)隊一起接受培訓(xùn)后，將這臺3D打印機運送到了位于馬丁州立大學(xué)空軍國民警衛(wèi)隊基地。在一個月內(nèi)，175中隊成功完成了首次獨立的基地內(nèi)打印，不僅驗證了系統(tǒng)的可行性，還展示了項目團(tuán)隊具備獨立執(zhí)行打印任務(wù)的能力。

到目前為止，它們的3D打印技術(shù)已經(jīng)得到了多方驗證，其中之一是在國家廣場舉行的公開演示，向國會利益相關(guān)者展示了該技術(shù)的潛力。另一次是技術(shù)軍士Joshua Frost嘗試在打印18小時后用大錘摧毀首個打印件，但未能成功。Vickers：“這些3D打印混凝土非常堅硬，比普通混凝土更強，這為該技術(shù)的潛在應(yīng)用提供了有力證明。”

至于下一個建造項目，第175中隊計劃打印一個全尺寸結(jié)構(gòu)來容納這臺設(shè)備。Vickers解釋道：“如果成功，該結(jié)構(gòu)將有望取代SSS帳篷，成為新一代國防部標(biāo)準(zhǔn)設(shè)施。因為，我們僅用四天就完成了3D混凝土打印機的使用培訓(xùn)，這對于如此革命性的技術(shù)來說，速度極快。預(yù)計3D打印技術(shù)將從RED HORSE（快速工程兵可部署重型作戰(zhàn)維修中隊）擴(kuò)展到PRIME BEEF（主要基地工程兵應(yīng)急部隊），大大提升空軍土木工程部隊的建造和維修能力。”

展望未來，該飛行中隊將與美國陸軍工程兵團(tuán)深入合作，更新增材制造的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以便將3D混凝土打印技術(shù)等新技術(shù)納入軍事標(biāo)準(zhǔn)，并推動建筑和設(shè)計領(lǐng)域的未來發(fā)展。團(tuán)隊還計劃開展土壤-混凝土研究，利用原生土壤了解如何在不同環(huán)境和戰(zhàn)略軍事地點應(yīng)對材料采購的挑戰(zhàn)。