3D列印會在軍事領域佔重要地位嗎?

3D列印技術能在數小時內打印出複雜的產品,這對軍火工業的改革產生了巨大的影響。

2020年,全球軍費開支估計約為1。83萬億美元(約11。86萬億人民幣),預計這一趨勢將會持續下去。

3D列印會在軍事領域佔重要地位嗎?

隨著世界各地的國防領域所需彈藥、工具和機器零件的增加,增材製造是支援這一龐大而複雜的供應鏈的有效途徑。

3D列印槍支、子彈和炸彈

槍支、子彈和大炮是軍隊武器庫中最基本的元素。2017年,有統計顯示全球軍隊中流通的槍支約有1。33億支,另外還有10萬支火炮武器。

此外,每年生產大約100億顆子彈。從數字來看,就算射殺地球上的每個人,仍有近25億顆子彈備用。

3D列印會在軍事領域佔重要地位嗎?

3D打印製造商Titomic和金屬製造公司Repkon在2021年4月簽署了一項協議,在澳大利亞建設3D列印設施,增強澳大利亞國防制造工藝。

Titomic總部位於澳大利亞,以冷噴塗增材製造工藝聞名,可將鈦或鈦合金顆粒的冷氣動態噴塗應用到腳手架上,產生承重結構。目前已在航空航天和國防領域得到廣泛應用,例如飛行的航空部件和高效能火箭部件。

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Titomic還開發了融合不同金屬的方法,能對聚合物、塑膠和陶瓷工具進行金屬化處理,提高耐用性,並以具有成本效益的方式及時賦予零件更多特性。可在軍事領域,包括火炮外殼、槍管、防彈衣和機器零件的應用。

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冷噴塗工藝的其他軍事應用

除了槍支、子彈、大炮,機器零件、車輛零件、建築工具和其他裝置等對軍隊也至關重要。

因此,停機時間、後勤失誤和延遲以及更換或維修成本對軍隊來說是一個嚴重的損害。

考慮到軍事任務的時間敏感性,各個國防部門已經開始探索將戰場和增材製造結合的可行性。例如,美國海軍已經在與xerox合作,在船上3D印表機器零件,減少停機時間並保持高產量。

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另一家澳大利亞增材製造公司SPEE3D,使用氣室以約3675千米/小時的速度噴射金屬粉末,使金屬塑性變形為緻密層。以這種方式列印的部件都經久耐用且價格實惠,每公斤成本在40到100美元(約259到648人民幣)之間。

2020年6月,澳大利亞陸軍與SPEE3D達成了150萬美元(約972萬人民幣)的合作關係,管理3D印表機的一系列戰場測試。

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2021年4月,SPEE3D還將3D列印技術與遊戲製作相結合,釋出了金屬製造模擬器SPEE3DCraft。遊戲開發人員將高速金屬3D列印技術的過程整合到了虛擬應用程式中,模擬戰場測試環境。

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其他軍事3D列印應用

增材製造的應用範圍目前早已超出了列印工具或機器零件等基本功能。隨著3D列印軟體越來越複雜,設計和列印複雜零件為更多以前無法實現的創新鋪平了道路。

例如,美國陸軍使用的夜視鏡有一個選擇開關,用於控制護目鏡。如果損壞則無法更換,必須丟棄整個夜視裝置。

3D列印使美國陸軍能夠以更復雜、更耐用的方式重新設計開關,延長夜視鏡的生命週期,確保部件可以輕鬆製造更換。

為了增加整個機器的使用壽命,2020年10月,威奇托州立大學 的研究人員宣佈與美國陸軍合作開展黑鷹拆除專案。研究人員會記錄黑鷹的2萬個元件,建立零件的數字模型,延長黑鷹的服役時間。

3D列印會在軍事領域佔重要地位嗎?

隨著時間推進,許多軍事裝置生產線早已停產,但對於仍能夠繼續使用的裝置而言,替換零件就成了問題。

因此,增材製造是低成本重新制造替代零件的好方法。在此過程還可以重新設計元件以提高效能,甚至還可以使早已停產的裝置重新使用。

例如美國開發的連續纖維列印技術深受美國空軍青睞,用於為空軍和航空公司印表機翼。

3D列印會在軍事領域佔重要地位嗎?

除了武器製造和機器維修,美國政府正在積極資助3D列印技術的研究。期望從根本上開發新技術、材料類別和工藝,使美國能夠保持領先地位。

美國應用科學與技術研究組織計劃利用3D列印技術來開發高超聲速生產加速器設施,以製造高超聲速飛行器和高超聲速導彈零件。

另外,美軍對於各種3D列印的開發和軟體領域也非常關注。Inkbit公司開發出具有視覺反饋控制驅動的3D列印平臺和電子3D印表機,都為下一代軍事增材製造提供了新的可能性。

3D列印會在軍事領域佔重要地位嗎?

2021年3月,克萊姆森大學與美國陸軍研究實驗室合作加快未來地面車輛、空中平臺和彈藥的新3D列印元件。他們將建立一個配備人工智慧的“數字生命週期平臺”,幫助工程師更快生產,更便宜地設計、分析和製造多功能大型複雜幾何形狀部件。一旦建成,平臺將使工程師不必實際構建就可以設計和測試新的列印元件。

數字化軍事3D列印技術也是一大重點專案。2021年3月Senvol從美國海軍和空軍處獲得資金,開發3D印表機器學習軟體。而資料庫也是這家公司的一大亮點。

另外,從通訊角度,美軍還將啟用區塊鏈3D列印技術進入戰場。使美空軍能夠使用由區塊鏈支援和保護的高階3D列印技術,在全球前線陣地和基地製造、測試和部署複雜的飛機零件和其他武器。

相信未來還會有更多新的技術會被納入軍事3D列印領域,讓我們拭目以待。

●美軍為“黑鷹”直升機提供3D列印零件,使其更具機動性、節省成本

●美國推出3D列印無人潛艇,更好更快更便宜,顛覆水下戰場

●法國海軍艦艇安裝3D列印螺旋槳,提高能量和推力效率,減少技術限制

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