3D打印的航空航天和軍事用途長(zhǎng)期以來(lái)一直是該行業(yè)的主要驅(qū)動(dòng)力之一,當(dāng)前，增材制造技術(shù)在軍工相關(guān)各個(gè)領(lǐng)域得到了更廣泛的部署，這在很大程度上是因?yàn)楫?dāng)下地區(qū)沖突使制造業(yè)成為關(guān)乎國(guó)家安全的問(wèn)題，3D打印在確保軍事所需關(guān)鍵零部件和保障供應(yīng)鏈方面的潛力有目共睹。因此，3D打印正被用作軍事裝備的供應(yīng)鏈保障技術(shù)。與此同時(shí)，增材制造所帶來(lái)的尖端能力正被用來(lái)以多種方式推動(dòng)軍事制造，包括在前線部署臨時(shí)生產(chǎn)的能力。

1. 電弧增材制造技術(shù)

電弧增材制造技術(shù)采用逐層堆焊的方式制造致密金屬實(shí)體構(gòu)件，因以電弧為載能束，熱輸入高，成形速度快，適用于大尺寸復(fù)雜構(gòu)件低成本、高效快速近凈成形。面對(duì)特殊金屬結(jié)構(gòu)制造成本及可靠性要求，其結(jié)構(gòu)件逐漸向大型化、整體化、智能化發(fā)展，因而該技術(shù)在大尺寸結(jié)構(gòu)件成形上具有其他增材技術(shù)不可比擬的效率與成本優(yōu)勢(shì)。與以激光為熱源的增材制造技術(shù)相比，電弧對(duì)金屬材質(zhì)不敏感，可成形材料豐富，如對(duì)激光反射率高的鋁合金、銅合金等。

2. 升級(jí)版金屬沉積技術(shù)金屬沉積技術(shù)，這是一種LMD金屬沉積技術(shù)的升級(jí)版本，能夠自動(dòng)同時(shí)使用金屬絲、金屬粉末或同時(shí)使用這兩種金屬而無(wú)需更換噴嘴，該技術(shù)可成型常用的材料，如鈦、鋼、銅、鋁、鉻鎳鐵合金等。

用金屬絲、粉末或通過(guò)將兩種材料組合在同一零件中而無(wú)需更換噴嘴來(lái)制造零件，硬件的購(gòu)置成本比當(dāng)前市場(chǎng)價(jià)格低約50％至75％，并可以使用市場(chǎng)上任何可購(gòu)買到的金屬絲和粉末材料，成本降低多達(dá)10倍。從實(shí)驗(yàn)室研究到零件更換，可以打印從小零件到幾米的大型零件，這使得該技術(shù)適應(yīng)于軍工、航空航天，汽車和大規(guī)模制造等各個(gè)行業(yè)。

3. 液態(tài)金屬3D打印技術(shù)2022年7月，施樂(lè)液態(tài)金屬3D打印機(jī)被安裝在美軍黃蜂級(jí)兩棲攻擊艦第2號(hào)艦上——這是美國(guó)海軍艦艇上部署的第一臺(tái)金屬增材制造裝備。施樂(lè)液態(tài)金屬3D打印解決方案通過(guò)將鋁合金焊絲熔化，借助磁場(chǎng)精確的將液滴沉積在構(gòu)建平臺(tái)上并凝固，實(shí)現(xiàn)零件的疊層制造。其推出的3D打印機(jī)構(gòu)建尺寸為300x300x300mm，最小層厚為0.24mm，鋁合金零件的致密度超過(guò)99%。這是一種基于熔融金屬磁流體動(dòng)力噴射的打印方法，通過(guò)利用磁場(chǎng)感應(yīng)的壓力梯度噴射液態(tài)金屬液滴。3

液態(tài)金屬打印中的溫度梯度和冷卻速率并不像基于激光和電子束的3D打印工藝中那樣極端。除此之外，液態(tài)金屬增材制造技術(shù)使用標(biāo)準(zhǔn)鋁合金焊絲，與其他金屬3D打印技術(shù)不同相比不需要金屬粉末，也不需要特殊的設(shè)施改造或個(gè)人防護(hù)設(shè)備來(lái)操作機(jī)器。該工藝需要的后處理也較少，因此提供了更快的部件制造效率時(shí)間。這種按需生產(chǎn)可靠替換零件的能力減少了部署部隊(duì)對(duì)復(fù)雜的全球供應(yīng)鏈的依賴。

4. 桌面型碳纖維3D打印技術(shù)

碳纖維復(fù)合材料因具有優(yōu)異的質(zhì)量強(qiáng)度比而備受關(guān)注，采用3D打印技術(shù)將纖維增強(qiáng)材料通過(guò)連續(xù)或短切的形式與傳統(tǒng)高分子塑料復(fù)合，可顯著提高零件的強(qiáng)度、耐熱性及抗沖擊性。在航空航天、汽車和制造行業(yè)，3D打印的碳纖維部件正在迅速取代模壓碳纖維和金屬部件高性能原型和最終用途零件。

5. 大尺寸連續(xù)纖維復(fù)合材料3D打印技術(shù)

2021年，美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）與領(lǐng)先的3D打印供應(yīng)商Continuous Composites公司合作，共同研究連續(xù)復(fù)合材料3D打印能否成功用于無(wú)人機(jī)機(jī)翼直接制造。Continuous Composites公司能夠?qū)⑦B續(xù)纖維增強(qiáng)材料與熱固性樹(shù)脂技術(shù)相結(jié)合，安裝在機(jī)械臂末端的執(zhí)行器用于將纖維材料與快速固化的聚合物樹(shù)脂一同沉積。加入了纖維的樹(shù)脂在紫外線下幾乎立即固化，產(chǎn)生具有可定制強(qiáng)度特性的各向異性部件。該技術(shù)可處理多種纖維類型，包括碳纖維、玻璃纖維、光學(xué)纖維和金屬纖維。

3D打印可以非常精確地定位和定向連續(xù)纖維。因此，可以將纖維放置在產(chǎn)品內(nèi)部的選定方向和位置，使其沿著指定載荷路徑提供所需強(qiáng)度和剛度，形成內(nèi)部結(jié)構(gòu)的組成部分。這意味著纖維被安置在需要其發(fā)揮作用的任何位置，多條纖維甚至可以在整個(gè)零部件中形成一系列傳感器。與此同時(shí)，由于3D打印不再需要工具或模具，因此它提供了一步制造方法來(lái)生產(chǎn)任何形狀的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，從而取代了更復(fù)雜、耗時(shí)且昂貴的傳統(tǒng)多步制造技術(shù)。