當(dāng)今時代,“3D打印技術(shù)”成了科技新聞報道中的高頻詞匯,甚至被英國《經(jīng)濟學(xué)人》雜志預(yù)測為“將推動新一輪工業(yè)革命的來臨”。因其數(shù)字化、智能化的先進“復(fù)制”能力而備受青睞,這項技術(shù)在被民用化的同時,也逐漸成為國防和軍工領(lǐng)域備受歡迎的“新貴”。
3D打印技術(shù)已運用于軍事和航空航天領(lǐng)域,造價高昂的戰(zhàn)斗機、艦載機等也都能通過“打印”出爐了。那么,3D打印在各國軍工領(lǐng)域都幫了什么忙呢?
一、美國:3D打印助力作戰(zhàn)后勤保障
為維護飛機和提高飛機的戰(zhàn)斗力,如今美國空軍和OC-ALC正在開發(fā)一項戰(zhàn)略計劃:將把3D打印技術(shù)納入其當(dāng)前的空中力量,維持任務(wù)的每一方面。OC-ALC欲利用3D打印技術(shù)優(yōu)化工作流程,包括增材制造飛機發(fā)動機零部件和3D打印由第76軟件維護組設(shè)計的現(xiàn)代電子元器件。
其實,OC-ALC的計劃只是美國空軍數(shù)個物流綜合體中正在開發(fā)類似計劃中的一個,除此之外,美國還擁有包括喬治亞州的Robins空軍基地和猶他州的 Hill空軍基地等。每個基地都將開發(fā)針對綜合體的計劃,將3D打印技術(shù)融入其飛機維護和開發(fā)能力中。增材制造技術(shù)的納入,對后勤運營將產(chǎn)生巨大的作用, 可大大提高整個軍事基地維護飛機的能力。
二、英國:3D打印“旋風(fēng)”戰(zhàn)機部件
2014年1月,一架采用了3D打印技術(shù)生產(chǎn)的零件的“狂風(fēng)”戰(zhàn)斗機完成試飛,并被英媒認(rèn)為是航空制造領(lǐng)域大規(guī)模使用3D打印技術(shù)的標(biāo)志性事件。英國航空 航天系統(tǒng)公司指出,成功試飛的飛機的3D打印部件包括駕駛艙無線電防護罩、起落架防護裝置以及進氣口支架。這些部件均在英國皇家空軍一個軍事基地生產(chǎn)和組 裝,該公司稱,這是裝配3D打印部件的戰(zhàn)斗機首次試飛成功。
這些3D打印的零部件制造成本很低,有的甚至低于100英鎊(1英鎊約合1.64美元)。在維修和更換部件方面,3D打印技術(shù)有望在未來4年內(nèi)為英國皇家空軍節(jié)省120萬英鎊。此外,3D打印技術(shù)使這些零部件的生產(chǎn)地點不再受到限制,如果把這些3D打印機送到前線,直接進行零部件的加工和維修,將會大大提高英國空軍的作戰(zhàn)能力。
三、韓國:3D打印維修“F-15K戰(zhàn)機”
說起韓國,這個在軍事上幾乎不被人重視的國家,在3D打印方面也是有所作為的。今年6月份,韓國空軍使用的F-15K戰(zhàn)機發(fā)動機遭到損壞,其發(fā)動機上的 鈦合金的渦輪護罩與鈷合金的空氣密封件需要修復(fù),他們想要找到一種既耐久又可靠的方法使部件升級的同時,又不犧牲任何質(zhì)量。
四、俄羅斯:3D打印31小時造無人機
說起俄羅斯的軍事實力,幾乎婦孺皆知,由于繼承了前蘇聯(lián)的70%的軍事實力,所以其軍工科技水平除了美國幾乎無人能及。其3D打印技術(shù)實力也是不容忽視的。
2015年6月份,《透視俄羅斯》曾報道,國營企業(yè)俄羅斯技術(shù)集團公司以3D打印技術(shù)制造出一架無人機樣機,重3.8公斤,翼展2.4米,飛行時速可達90至 100公里,續(xù)航能力1至1.5小時。該公司用兩個半月的時間實現(xiàn)了從概念到原型機的飛躍,實際生產(chǎn)耗時僅為31小時,制造成本不到20萬盧布。
這款無人機的獨特之處在于,無需任何特殊起降場地,可在任意表面起降,不論雪地還是排水溝。在6000米高度飛行時的操控范圍可達2500公里,有效載 荷300公斤,可搭乘2到3名乘客或行李或者攜帶檢測、監(jiān)控設(shè)備。這款無人機的氣墊可在飛行模式下進行回收,可用于向難以抵達的災(zāi)區(qū)運送物質(zhì),也可用于軍 事行動,例如搭載小型制導(dǎo)導(dǎo)彈、高精度炸彈等進攻性武器,還可執(zhí)行偵查任務(wù)。
五、中國:3D打印“大飛機”零部件
3D打印技術(shù)對于國防、航空等重點領(lǐng)域高端復(fù)雜精細(xì)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵零部件的制造起到了很大作用,為其提供了應(yīng)用的支撐平臺。我國在這一領(lǐng)域并不落后于其他發(fā)達國家,相反,在一些高精尖的軍工領(lǐng)域甚至還處于領(lǐng)先地位。
其中,2015年9月3日紀(jì)念抗戰(zhàn)勝利70周年的大閱兵上展示的國產(chǎn)戰(zhàn)機中,就有一部分飛機的零部件采用了3D打印技術(shù)。
在第42期中國科技論壇上,中國曾對外宣布一項關(guān)于國產(chǎn)大型客機C919的一個制造細(xì)節(jié):該客機部件采用了激光成型件加工中央翼線條,其中,最 大尺寸為3070mm,最大變形量則小于0.8mm,整個力學(xué)性能通過飛機廠商的測試,其材料性能、結(jié)構(gòu)性能、零件取樣性能、大部段強度全部滿足國產(chǎn)大型 客機C919的設(shè)計要求,包括疲勞性能在內(nèi)的綜合性能,也優(yōu)于傳統(tǒng)的鍛造技術(shù)。而且,3D打印出來的零部件強度一致性為2%,優(yōu)于廠商5%的技術(shù)指標(biāo)要 求。
沒有槍沒有炮,3D打印給我們造!
3D打印技術(shù),是在計算機輔助設(shè)計數(shù)據(jù)的指引下,綜合運用電子制圖、遠程數(shù)據(jù)傳輸、激光掃描、材料熔化等一系列技術(shù),將特定的金屬粉末或者記憶材料按照電子模型圖的指示一層一層疊加起來的,并最終形成實物模型。
可見,只要技術(shù)足夠成熟,未來戰(zhàn)場上需要的一切,3D打印幾乎都能滿足,有了這種“克隆”后勤物資的“移動兵工廠”,戰(zhàn)時可快速補充作戰(zhàn)消耗。
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