後勤革命:前線3D打印(yìn)武器!
點擊量:469 發布(bù)時間:2017-01-17 作者:狀(zhuàng)邁(上海)增材製造技術有限公司
3D打印已經在民(mín)用(yòng)領域大顯身手,現在軍事界也看(kàn)準了它的潛力。要將替換(huàn)部件(jiàn)通過漫長的補給鏈運往前線可能需耗時數周,而備存各類零件又不切實(shí)際,能適時按需製造最(zuì)好不過。美國海軍已經率先擁抱了3D打印(yìn),認為(wéi)它(tā)將成為未來供給鏈的重要組成部(bù)分。中國軍隊也開始(shǐ)用它製作基本部件和立體地圖(tú)。
外行談戰略,內行談後勤。”這(zhè)一軍事準則(zé)的最新結果是(shì),世(shì)界各地的武裝部隊已(yǐ)開始在前線采用(yòng)3D打印技術(shù)。按需打印出堅實耐用的軍用武器尚需時日(民用的已不成問題)。但如果隻是更換(huàn)破損(sǔn)的關鍵小零件(等於以前給馬匹更換蹄鐵),以此方式(shì)就地製(zhì)造便極具潛力(lì)。要將替換部件通過漫長的補給(gěi)鏈運往遠方的艦船或基地(dì)可能需耗時數周。而且,如果戰事正酣,這樣的運輸隊(duì)正是(shì)誘人的襲擊對象(xiàng)。然而,要(yào)鄰近前線備存(cún)各類零件又不切實際。能適時按需製造最好不過。
在前(qián)線應用打印機甚至可以鼓勵創新。例如,美(měi)國的杜魯門號(hào)航空(kōng)母艦在最近(jìn)前往(wǎng)地中海(hǎi)東部及波斯灣執行任務時(始於(yú)2015年11月)就隨船載(zǎi)有兩台3D打印機。在(zài)海上航行的(de)八個月裏,艦上船員(yuán)設計並打印出了更好用的油罐漏鬥(dòu)(可減少溢油)、電燈開關保護罩(防止人們撞到開關,無意中導致(zhì)整個飛行甲板陷於一片(piàn)黑暗),以及一種精心設計的、被稱為“杜魯門(mén)夾子”(TruClip)的小部件,可夾在對講機上,加固連接,避免常(cháng)因艱苦顛簸的海上作業而折斷。杜(dù)魯門號(hào)上的保養官艾(ài)爾·帕(pà)爾默中校(Al Palmer)稱(chēng),單是這款夾(jiá)子就節省了四(sì)萬多美元的零件更換費用(yòng)。相(xiàng)比之下,每台打印機的成本僅(jǐn)約為2000美元。根據自己的使用體驗,帕爾默認為,3
D打印將成為美國海軍供給鏈的(de)重要組成(chéng)部(bù)分。
處理好粉末
目前,隻有塑料製品可以在(zài)海(hǎi)上打印。在陸上(shàng)使用打印機時(shí)則能打印金屬物品——先用一層層的金屬粉末構(gòu)建(jiàn)成型(xíng),再以激光或電子束將其熔(róng)化,然後冷卻成固體。但打印機和人一樣,也會“暈船”。船舶前後(hòu)左右搖擺不止,轉動不息,會幹擾金(jīn)屬粉(fěn)末成型,無法進一步(bù)熱熔成型。正是由於這一緣故,加拿大海(hǎi)軍的一台船舶金屬零件打印機安居陸地,留(liú)在新斯科舍省哈利法克斯(Halifax, Nova Scotia)的斯(sī)科特角(Cape Scott)軍艦維修廠裏。
但假(jiǎ)以時日,金屬(shǔ)部件或許也可在海上打印。美國海軍後勤部的工程主(zhǔ)管艾爾門·柯蒂恩上校(Armen Kurdian)表示其所在部門正想(xiǎng)辦(bàn)法克服船身不穩的問題。一個(gè)方法是把打印機安裝在阻(zǔ)尼隔振平台上(shàng),通過(guò)補(bǔ)償船(chuán)隻的(de)運動來保(bǎo)持(chí)穩定。另一方法可能是將金屬“墨”製成線(xiàn)狀而(ér)非粉末狀,因為金屬線比一層金屬(shǔ)粉塵更易固定就位,這種情況下,激光或電子束將對(duì)準金屬線(xiàn)的尖端進(jìn)行熔融操作。
軍中將受惠於3D打(dǎ)印(yìn)技術的不止水手。在中國軍隊裏,除了製作棘輪這類基(jī)本部(bù)件外,打印機還被用於製作(zuò)顯示當地地形的立體地圖(tú)。與紙質或屏幕上顯示的地圖(tú)相比,這種地圖可幫助士兵更有效地部署作戰行動。以色列空軍則打印出強度(dù)堪比鋁材的塑(sù)料部件,用於維(wéi)修和保養上世紀80年代製造的飛(fēi)機。美國正為澳大利亞(yà)、英國及法國政府提供3D打印的方(fāng)案,目(mù)的是幫助這些盟(méng)國加速供給鏈(liàn),五角(jiǎo)大樓負責該聯合項目的海軍陸戰隊(duì)上校克裏斯·伍德(Chris Wood)說道。
未來三個月內,伍德還(hái)將指揮向歐洲、中(zhōng)東及太平洋地(dì)區的美國(guó)海軍陸戰隊配送3D打印(yìn)機。今年十月(yuè),加州彭德爾頓營(Camp Pendleton)的海軍(jun1)陸戰隊把一(yī)個船運集裝箱改(gǎi)造成(chéng)了堅固的“遠(yuǎn)征製造車間”,可通過卡車、船隻、火車(chē)或飛機(jī)運(yùn)輸。除了一台3D打印機,該車間還包含一些(xiē)常規機械設(shè)備。在(zài)北卡羅來納州,另一類似(sì)的移動車間也正在建造。美國(guó)陸軍也有所行動,已將一些3D打印機(jī)運往駐阿富汗的美軍基地。
而(ér)現在,和已經裝備在(zài)艦船上的打印機類似,這些“先期部署”的打印機(jī)也隻能打(dǎ)印(yìn)塑料(liào)製品。對它們來(lái)說,打印金屬部件的難題不是搖晃不穩(wěn),而是砂礫,畢竟這是遠比(bǐ)打印塑料更為精細的(de)過程。但據美國陸軍研究實驗室(ARL)表示,這一局限也(yě)將被(bèi)克服。ARL已聘請兩家公司開(kāi)發技術(shù),以實現在集裝箱車(chē)間內將金屬塊變(biàn)成可(kě)打印的粉末。此舉目的是將戰場廢料回收再造(zào)新設(shè)備。
目(mù)前(qián),這一“製粉(fěn)”過程就像老式的槍彈製作塔。從容器頂端倒入的熔融金屬分散成液滴,在下落過程(chéng)中冷卻固化。但這意味著容器(qì)至少要六米高,從而難以豎直放置在標準集裝箱內。位於加州洛斯(sī)加托斯(Los Gatos)的一家ARL外包公司MolyWorks Materials成功將該過程壓(yā)縮,令容器可置(zhì)放(fàng)於集裝箱內。這家公司采用的方法是把容器沿集裝箱對角(jiǎo)線傾斜放置,並噴入惰性氣(qì)體防止液滴在冷卻前接觸容器側壁。假如這類以固化金屬液滴為耗材的打印機能做得更堅固、足以抵(dǐ)禦戰場環境,那麽損壞的零件本身(shēn)將可循環再用(yòng),以後可能連原材料也無需供給鏈輸送(sòng)。而且,處理(lǐ)好後勤之(zhī)後,軍方便可將更多心思集中在戰略這件小事上。
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