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未来的战场 3D打印技术可以这样补充军需

http://www.printing.hc360.com2017年01月17日10:14 来源:南极熊T|T

    3D打印已经在民用领域大显身手,现在军事界也看准了它的潜力。要将替换部件通过漫长的补给链运往前线可能需耗时数周,而备存各类零件又不切实际,能适时按需制造最好不过。美国海军已经率先拥抱了3D打印,认为它将成为未来供给链的重要组成部分。据南极熊了解,中国军队也开始用它制作基本部件和立体地图。

    军需补给线,无需运输,与其运送部件到战场,何不就地打印?

未来的战场 3D打印技术可以这样补充军需

    “外行谈战略,内行谈后勤。”这一军事准则的最新结果是,世界各地的武装部队已开始在前线采用3D打印技术。按需打印出坚实耐用的军用武器尚需时日(民用的已不成问题)。但如果只是更换破损的关键小零件(等于以前给马匹更换蹄铁),以此方式就地制造便极具潜力。要将替换部件通过漫长的补给链运往远方的舰船或基地可能需耗时数周。而且,如果战事正酣,这样的运输队正是诱人的袭击对象。然而,要邻近前线备存各类零件又不切实际。能适时按需制造最好不过。

    在前线应用打印机甚至可以鼓励创新。例如,美国的杜鲁门号航空母舰在最近前往地中海东部及波斯湾执行任务时(始于2015年11月)就随船载有两台3D打印机。在海上航行的八个月里,舰上船员设计并打印出了更好用的油罐漏斗(可减少溢油)、电灯开关保护罩(防止人们撞到开关,无意中导致整个飞行甲板陷于一片黑暗),以及一种精心设计的、被称为“杜鲁门夹子”(TruClip)的小部件,可夹在对讲机上,加固连接,避免常因艰苦颠簸的海上作业而折断。杜鲁门号上的保养官艾尔·帕尔默中校(AlPalmer)称,单是这款夹子就节省了四万多美元的零件更换费用。相比之下,每台打印机的成本仅约为2000美元。根据自己的使用体验,帕尔默认为,3D打印将成为美国海军供给链的重要组成部分。

    处理好粉末

    目前,只有塑料制品可以在海上打印。在陆上使用打印机时则能打印金属物品——先用一层层的金属粉末构建成型,再以激光或电子束将其熔化,然后冷却成固体。但打印机和人一样,也会“晕船”。船舶前后左右摇摆不止,转动不息,会干扰金属粉末成型,无法进一步热熔成型。正是由于这一缘故,加拿大海军的一台船舶金属零件打印机安居陆地,留在新斯科舍省哈利法克斯(Halifax,NovaScotia)的斯科特角(CapeScott)军舰维修厂里。

    但假以时日,金属部件或许也可在海上打印。美国海军后勤部的工程主管艾尔门·柯蒂恩上校(ArmenKurdian)表示其所在部门正想办法克服船身不稳的问题。一个方法是把打印机安装在阻尼隔振平台上,通过补偿船只的运动来保持稳定。另一方法可能是将金属“墨”制成线状而非粉末状,因为金属线比一层金属粉尘更易固定就位,这种情况下,激光或电子束将对准金属线的尖端进行熔融操作。

    军中将受惠于3D打印技术的不止水手。在中国军队里,除了制作棘轮这类基本部件外,打印机还被用于制作显示当地地形的立体地图。与纸质或屏幕上显示的地图相比,这种地图可帮助士兵更有效地部署作战行动。以色列空军则打印出强度堪比铝材的塑料部件,用于维修和保养上世纪80年代制造的飞机。美国正为澳大利亚、英国及法国政府提供3D打印的方案,目的是帮助这些盟国加速供给链,五角大楼负责该联合项目的海军陆战队上校克里斯·伍德(ChrisWood)说道。

    未来三个月内,伍德还将指挥向欧洲、中东及太平洋地区的美国海军陆战队配送3D打印机。今年十月,加州彭德尔顿营(CampPendleton)的海军陆战队把一个船运集装箱改造成了坚固的“远征制造车间”,可通过卡车、船只、火车或飞机运输。除了一台3D打印机,该车间还包含一些常规机械设备。在北卡罗来纳州,另一类似的移动车间也正在建造。美国陆军也有所行动,已将一些3D打印机运往驻阿富汗的美军基地。

    而现在,和已经装备在舰船上的打印机类似,这些“先期部署”的打印机也只能打印塑料制品。对它们来说,打印金属部件的难题不是摇晃不稳,而是砂砾,毕竟这是远比打印塑料更为精细的过程。但据美国陆军研究实验室(ARL)表示,这一局限也将被克服。ARL已聘请两家公司开发技术,以实现在集装箱车间内将金属块变成可打印的粉末。此举目的是将战场废料回收再造新设备。

    目前,这一“制粉”过程就像老式的枪弹制作塔。从容器顶端倒入的熔融金属分散成液滴,在下落过程中冷却固化。但这意味着容器至少要六米高,从而难以竖直放置在标准集装箱内。位于加州洛斯加托斯(LosGatos)的一家ARL外包公司MolyWorksMaterials成功将该过程压缩,令容器可置放于集装箱内。这家公司采用的方法是把容器沿集装箱对角线倾斜放置,并喷入惰性气体防止液滴在冷却前接触容器侧壁。假如这类以固化金属液滴为耗材的打印机能做得更坚固、足以抵御战场环境,那么损坏的零件本身将可循环再用,以后可能连原材料也无需供给链输送。而且,处理好后勤之后,军方便可将更多心思集中在战略这件小事上。

责任编辑:刘青青

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