後勤革命:前線3D打(dǎ)印武器!

點(diǎn)擊量:644 發布時間:2017-01-17 作者:快猫视频APP下载安装(上海)增材製造(zào)技術有限公司
3D打印已經在(zài)民(mín)用領域大顯身手,現(xiàn)在軍事(shì)界也看準了它(tā)的潛力。要將替換部件通過(guò)漫長(zhǎng)的補給鏈運(yùn)往前線可能需耗時數周,而備存各類零件又不切實際,能(néng)適時按需製造最(zuì)好(hǎo)不過。美國海軍已經率先擁抱了3D打印,認為它將成為未來供(gòng)給鏈的重要組成部分。中國軍隊也開始用它製作基本部件和立體地圖。
 
外行談戰略,內行談後勤(qín)。”這一軍事(shì)準則的最新結果是,世界各地的武裝部隊已開始在前(qián)線采用3D打印技術。按需打印出堅實耐用的軍用武器尚(shàng)需時日(民用的已不成問題)。但如(rú)果隻是更換破損的關(guān)鍵小零(líng)件(等於以前給馬匹更換蹄鐵),以此方式就地(dì)製造便極具潛力。要將替換部件通過漫長的補給鏈運往遠方的艦船或基地可能需耗時數(shù)周。而且,如果(guǒ)戰事正酣,這樣的運(yùn)輸隊正是誘人的襲擊對象(xiàng)。然而,要鄰近前線備存各類零件又(yòu)不切實際。能適時按需(xū)製造最好不過。
 
在前線應(yīng)用打印機甚至可以鼓勵創新。例如(rú),美國的杜魯門號航空母艦在最近(jìn)前往地中(zhōng)海東(dōng)部及波斯灣執行任務時(始於2015年11月)就隨船載有兩台3D打印(yìn)機。在海上航行的(de)八個月裏,艦上船員設計並打印出了更好用的油罐漏鬥(可減少溢油)、電燈開(kāi)關保護罩(防止人們撞到開關,無意中導致整個飛行甲板陷於一片黑暗),以及一種精心設計(jì)的、被稱為“杜魯門夾子”(TruClip)的小(xiǎo)部件,可夾在對講(jiǎng)機上,加固連接,避免常因艱苦顛簸的(de)海上作業而折斷。杜魯門號上的保養官艾爾·帕爾默中校(Al Palmer)稱,單是這款夾子就節省了四萬多美元的零件更換費用。相比之下,每台打印機的成本僅約為2000美元。根據自己的使用體驗,帕爾(ěr)默認為,3
D打印將成為美(měi)國海軍供給(gěi)鏈的重要組成部(bù)分。
 
 
處理好粉末
 
目(mù)前,隻有塑料製品可以在海上打(dǎ)印(yìn)。在陸上使(shǐ)用打印機時則能打印金屬物品——先用一層(céng)層的金屬粉末構建成型,再以激(jī)光或電子束(shù)將其熔化(huà),然後冷卻成固體。但打印機和人一樣,也會“暈船”。船舶前後左右搖擺不止,轉動不息,會幹擾金(jīn)屬粉末成型,無法進一步熱熔成型。正是由於這一緣故,加拿大(dà)海軍的一台船舶金屬零件打印(yìn)機安居陸地,留在新斯科舍省哈利(lì)法克斯(Halifax, Nova Scotia)的斯科特(tè)角(Cape Scott)軍艦(jiàn)維修廠裏。
 
但假以時日,金屬部件或許也可在海上打印。美國海軍後勤(qín)部的工程(chéng)主(zhǔ)管艾爾門·柯蒂恩上校(Armen Kurdian)表示其所在部門正想辦法克服船身不穩的問題。一個方法是把打印(yìn)機安裝在阻尼隔振平台(tái)上(shàng),通過補償(cháng)船隻的運(yùn)動來保持穩定。另一方法可能是將金屬“墨”製成線狀而非粉末狀,因為金屬線(xiàn)比一層金屬粉塵更易固定就位,這種情況下,激光或電(diàn)子束將對準金屬線的尖(jiān)端(duān)進行熔融操作。
 
軍中(zhōng)將受惠於3D打印(yìn)技術的不止水手。在中國軍隊(duì)裏,除了製作棘輪這類基(jī)本部件外,打印機還被用於製作顯示當地(dì)地(dì)形的立體地圖。與紙質或屏幕上顯示的地圖相比,這種地圖可幫助士兵更有效地部署作戰行動。以色列(liè)空軍則(zé)打印出強度堪比鋁材的塑(sù)料部件,用於維修(xiū)和(hé)保養(yǎng)上世紀80年代製造的飛機。美國正為澳大利亞、英國及(jí)法國政府提供3D打印的方案,目(mù)的是幫助這些盟國加速供給鏈,五角大樓負(fù)責該聯合項目的海軍陸(lù)戰(zhàn)隊上校克裏斯·伍德(Chris Wood)說道。
 
未來三個月內,伍德還將指揮向歐洲(zhōu)、中東及太平洋地區的美國海軍陸戰(zhàn)隊配送3D打印機。今年十月,加州彭德爾頓營(Camp Pendleton)的海軍陸戰隊把一個船運集裝箱改造成了堅固的“遠征製造車間”,可(kě)通過卡車、船隻、火車或飛機運輸。除了一台3D打印機,該車間還包含一些常規機械(xiè)設備。在北卡羅來納州,另一類似的移動車間也正在建造。美國陸軍也有所行動,已將(jiāng)一些3D打印機運往駐(zhù)阿富汗的美軍基地。
 
而現在,和已經裝備在(zài)艦船上的打印機類似(sì),這些“先期部署”的打(dǎ)印機也(yě)隻能打印塑料製品。對它們來說(shuō),打印金屬部(bù)件的(de)難題不是搖晃不穩,而是砂礫,畢竟這是遠比打印塑料更為精細(xì)的過程。但據美國陸軍研究實驗(yàn)室(ARL)表示,這一局限也將被克服。ARL已聘請(qǐng)兩家公司開發技術,以實現(xiàn)在集裝(zhuāng)箱車間內將金屬塊變成(chéng)可打印的粉末。此舉目的是將戰場廢料回收再造新設備。
 
目前,這(zhè)一(yī)“製粉”過程就像(xiàng)老式的(de)槍彈製作塔(tǎ)。從容器頂端倒(dǎo)入(rù)的熔(róng)融金屬(shǔ)分散成液滴,在下落過程(chéng)中冷卻(què)固化。但這意味著容器至少要六米高,從而難以豎(shù)直放置(zhì)在標準集裝箱內。位於(yú)加州洛斯加托斯(Los Gatos)的(de)一家ARL外包公司MolyWorks Materials成功將該過程壓縮,令容器可置放(fàng)於集裝(zhuāng)箱內。這家公司采用的方法是把容器沿(yán)集裝箱對角線傾斜放(fàng)置,並噴入惰性氣體防止液滴在冷卻前接觸容器側壁。假如這類以固(gù)化金屬液滴為耗材的打印機能(néng)做(zuò)得更堅(jiān)固、足以抵禦戰場環境,那麽損壞的零件本身將(jiāng)可循環再用,以後可能連原材料也無需(xū)供給鏈輸送。而且(qiě),處理好後勤之後,軍方便可將更多心思集中在戰略這件小事上。
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