後勤革命(mìng):前線3D打印武器!
點(diǎn)擊量:443 發布時(shí)間:2017-01-17 作者:快猫视频APP下载安装(上海)增材製造技(jì)術有限公司
3D打印已(yǐ)經在民用領域大顯身手,現(xiàn)在軍事界也看準了它(tā)的(de)潛力。要將替換部件(jiàn)通過漫長的補給鏈運往前線可能需耗時(shí)數周,而備存各類零(líng)件又不(bú)切實際,能適時按需製造最好不過。美國海軍已經率先擁抱了(le)3D打印,認為它將成(chéng)為未來供給鏈的重要組成部分。中國軍隊也開始用它製作基(jī)本部件和立(lì)體地圖。
外行談戰略,內行談後(hòu)勤。”這一軍事(shì)準則的最新結果是,世界各地的武裝部隊已開(kāi)始在前線采用(yòng)3D打印技術。按需打印出堅實耐用的(de)軍用武器尚需時日(民用的(de)已不成問題)。但如果隻是更換破損的(de)關鍵小(xiǎo)零件(等於以前給(gěi)馬匹更換蹄鐵(tiě)),以此方式就地製造便極具潛力。要將替換部件通過漫長的補給鏈運往遠方的艦船或基地可能需耗時(shí)數周。而且,如果戰(zhàn)事正酣,這(zhè)樣的運(yùn)輸隊正(zhèng)是誘人的襲(xí)擊對象。然而,要鄰近前線備存各類零件又不切實(shí)際。能適時按(àn)需製造最好不過(guò)。
在前線(xiàn)應用(yòng)打印機甚至可以鼓勵創新。例如,美(měi)國的杜魯門(mén)號航空母艦在最近前往地中海東部及波斯灣執行任(rèn)務時(始於2015年11月)就隨船載有兩台3D打印機(jī)。在海上航行的八個月(yuè)裏,艦(jiàn)上(shàng)船員設計並打印(yìn)出了更好用的油罐漏鬥(可減少溢油)、電燈開關保護罩(防止人們撞到開關,無意(yì)中導致整個飛行甲板(bǎn)陷於一片黑暗),以及一種(zhǒng)精心設計(jì)的、被稱為“杜魯門夾子”(TruClip)的小部件,可夾在對講機(jī)上,加固連接,避免常因艱苦顛(diān)簸的海上作業而(ér)折斷。杜魯門號(hào)上的保養官艾爾·帕爾默中校(Al Palmer)稱,單是這款(kuǎn)夾子就節省了四萬多美元的零件更換費用。相比之下,每台打印(yìn)機的成(chéng)本僅約為2000美元(yuán)。根據自己的使用體驗,帕爾默認為(wéi),3
D打印將成為美(měi)國海軍供給鏈的重要組成部分。
處理(lǐ)好粉末
目前,隻有(yǒu)塑料製品可以在海上打印。在陸上使用打印機時(shí)則能打印金屬(shǔ)物品——先(xiān)用一層層的金屬粉末構建成型,再以激光或電子束將其熔化,然後冷卻成固體。但打印機和(hé)人一樣,也會“暈船”。船舶前後左右搖擺不(bú)止,轉動不息,會幹擾金(jīn)屬粉末成型(xíng),無法進一步熱熔成型。正是由於這一緣故,加拿大海軍的一台船(chuán)舶金屬零件打印機安居陸地,留在新斯科舍省哈利法克斯(Halifax, Nova Scotia)的(de)斯科特角(jiǎo)(Cape Scott)軍艦維修廠裏。
但(dàn)假以時日,金屬部件或許也可在海上打印。美國海軍後勤部的工程主管艾爾門·柯蒂(dì)恩上校(Armen Kurdian)表示其所在部門正想辦法克服船身不穩的問(wèn)題。一個方法是把打(dǎ)印機安裝在阻(zǔ)尼隔(gé)振平台上(shàng),通過補(bǔ)償(cháng)船隻的運(yùn)動來保持穩定。另一方法可能是將(jiāng)金屬“墨”製成線狀而非粉末狀,因為金屬線(xiàn)比一層金屬粉塵更(gèng)易(yì)固定就位,這種情況下,激光或電子束(shù)將對準金屬線的尖端進行熔融(róng)操作。
軍(jun1)中將受惠於3D打印技術的不止水手。在中國軍隊裏,除了(le)製作棘輪這類基本部件外,打印機還被用於製作顯示當地地形的立體(tǐ)地圖。與紙質(zhì)或(huò)屏幕上顯示的地圖相比,這種(zhǒng)地圖可幫助士(shì)兵更有效地部署作戰行動。以色列空軍則打(dǎ)印出強度堪(kān)比鋁(lǚ)材的(de)塑料部件,用(yòng)於維修和保(bǎo)養上世紀80年代(dài)製造的飛機(jī)。美國正為澳大利亞(yà)、英國及法國政府提(tí)供3D打印的方案,目的是幫助這些盟國加速供給(gěi)鏈(liàn),五角大樓負責該聯合項目的海軍陸戰隊上校克裏斯·伍德(Chris Wood)說(shuō)道。
未來三個月內,伍(wǔ)德還將指揮向歐洲、中東及太平洋地區(qū)的美國(guó)海軍陸戰隊配送3D打印機。今年十月,加(jiā)州彭德爾頓營(Camp Pendleton)的海軍陸戰隊把一個船運集裝箱改造(zào)成了堅固的(de)“遠征製造車間”,可通過卡(kǎ)車、船隻(zhī)、火車或飛機運輸(shū)。除了一台(tái)3D打印機,該車間還(hái)包含一些常規機械設備。在北卡羅來納州,另一類似的移(yí)動車間也正在建造。美(měi)國陸軍也有所行動,已將一些3D打印機運往駐阿富汗的美軍基地。
而現在,和已經裝備(bèi)在艦(jiàn)船上的打印機類似,這些“先期部署(shǔ)”的打印(yìn)機也隻能打印塑料製品。對它們來說,打印金屬部件的難題不是搖晃不穩,而是砂礫(lì),畢竟這是遠比打(dǎ)印塑料更為精(jīng)細(xì)的過程。但據美國(guó)陸軍研究實驗室(ARL)表示,這一局限也將被克服。ARL已聘請兩家公司開發技術,以實現在集裝箱車間內將(jiāng)金屬(shǔ)塊變成可(kě)打印的粉末。此(cǐ)舉目的是將戰場廢料回收再造新設備。
目前,這一“製粉”過程就像老式的槍彈製作塔(tǎ)。從容(róng)器頂(dǐng)端倒入的熔融金屬分散成液滴,在下落過(guò)程中冷卻固化。但這意味著容器至少要六米高,從而難以(yǐ)豎直放置在標準集(jí)裝箱內。位於加州洛斯加托斯(Los Gatos)的一家ARL外包公(gōng)司MolyWorks Materials成功將該過程壓縮,令容器可置放於集裝箱(xiāng)內。這家(jiā)公司采用的方(fāng)法是把容器沿集裝箱對角線傾斜放置,並噴入惰性氣體防止液滴在冷(lěng)卻前接觸(chù)容器側壁。假如這(zhè)類以固化金(jīn)屬液(yè)滴為耗材的打印機(jī)能做得更堅固、足以(yǐ)抵禦戰(zhàn)場環境,那麽損壞的零件本身將可循環再用,以(yǐ)後可能連原材料也無需供給鏈輸送。而(ér)且,處(chù)理(lǐ)好後勤之後,軍方便可將更多(duō)心思集中在戰(zhàn)略這件(jiàn)小事上。
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