浅谈国防领域的3D打印零部件快速修复技术

作为与美国、英国、加拿大和新西兰技术合作计划的一部分，澳大利亚国防科技集团正在与国际合作伙伴共同研究在军事基地增设增材制造设备与材料的可能性。目前的工作重点在于量化增材制造过程中出现的性能变化。

澳大利亚国防科技集团(DSTG)是澳大利亚负责国防科技研发的领先机构，隶属于澳国防部，其前身为澳大利亚国防科学技术组织（DSTO）。DSTG国防研究员凯文·沃克（Kevin Walker）表示：“相比于制造新部件，对现有军用飞机部件进行维修加固通常可以提高成本效益与效率。DSTG与皇家墨尔本理工大学（RMIT）及行业合作伙伴一起，开发了激光增材制造维修技术，可以对腐蚀、磨损和疲劳裂纹等故障进行修复。在某些情况下，我们甚至可以使被修复零件的性能比原来更好。”

沃克的团队使用增材制造技术来修复F/A-18飞机的方向舵防旋转支架，这种维修方法已经通过了设计验收和飞行认证。另一个例子是利用增材制造来维修C-130J“大力神”军用运输机的起落架部件。沃克解释道：“C-130J中起落架部件有4个，通常情况下，每过6年，大约有2~3个部件会由于腐蚀而出现故障或隐患。“对于这种起落架部件，我们开发了一种使用激光熔融增材制造打印不锈钢粉末的修补方法，预计这将比原始部件的4140锻钢具有更好的耐腐蚀性。”

作为与美国、英国、加拿大和新西兰技术合作计划的一部分，澳大利亚国防科技集团正在与国际合作伙伴共同研究在军事基地增设增材制造设备与材料的可能性。目前的工作重点在于量化增材制造过程中出现的性能变化。这对所有应用都很重要，尤其是解决航空航天应用认证问题。沃克说：“例如，美国海军已经在舰船上安装增材制造设备，所以我们在这个领域有很多共同利益和合作基础。在前沿部署的基地内对部件进行维修将简化后勤保障流程，进一步缩短军用平台的维修时间，加快其重新入役的速度。”

简单地说，维修人员可以向海外部署的国防平台上传CAD文件，并在需要时打印零件。这将缩短后勤补给时间，并且不再需要装满备件的大型仓库，从而以更低的成本提高了作战戒备水平。增材制造还有望在保持与传统铸锻件相当强度的基础上，显著降低几何形状复杂的零部件的重量。

沃克承认，尽管利用增材制造技术制造和全面维修关键部件可能还需要五到十年之久，但他的团队正在通过全球技术合作计划等途径为实现这一目标作出努力。这项工作目前已经在零部件几何复位（非结构件）修复、二手和三手零件制造等方面取得了阶段性成果。作为与美国、英国、加拿大和新西兰技术合作计划的一部分，澳大利亚国防科技集团正在与国际合作伙伴共同研究在军事基地增设增材制造设备与材料的可能性。目前的工作重点在于量化增材制造过程中出现的性能变化。

 澳大利亚国防科技集团(DSTG)是澳大利亚负责国防科技研发的领先机构，隶属于澳国防部，其前身为澳大利亚国防科学技术组织（DSTO）。DSTG国防研究员凯文·沃克（Kevin Walker）表示：“相比于制造新部件，对现有军用飞机部件进行维修加固通常可以提高成本效益与效率。DSTG与皇家墨尔本理工大学（RMIT）及行业合作伙伴一起，开发了激光增材制造维修技术，可以对腐蚀、磨损和疲劳裂纹等故障进行修复。在某些情况下，我们甚至可以使被修复零件的性能比原来更好。”

沃克的团队使用增材制造技术来修复F/A-18飞机的方向舵防旋转支架，这种维修方法已经通过了设计验收和飞行认证。另一个例子是利用增材制造来维修C-130J“大力神”军用运输机的起落架部件。沃克解释道：“C-130J中起落架部件有4个，通常情况下，每过6年，大约有2~3个部件会由于腐蚀而出现故障或隐患。“对于这种起落架部件，我们开发了一种使用激光熔融增材制造打印不锈钢粉末的修补方法，预计这将比原始部件的4140锻钢具有更好的耐腐蚀性。”

作为与美国、英国、加拿大和新西兰技术合作计划的一部分，澳大利亚国防科技集团正在与国际合作伙伴共同研究在军事基地增设增材制造设备与材料的可能性。目前的工作重点在于量化增材制造过程中出现的性能变化。这对所有应用都很重要，尤其是解决航空航天应用认证问题。沃克说：“例如，美国海军已经在舰船上安装增材制造设备，所以我们在这个领域有很多共同利益和合作基础。在前沿部署的基地内对部件进行维修将简化后勤保障流程，进一步缩短军用平台的维修时间，加快其重新入役的速度。”

简单地说，维修人员可以向海外部署的国防平台上传CAD文件，并在需要时打印零件。这将缩短后勤补给时间，并且不再需要装满备件的大型仓库，从而以更低的成本提高了作战戒备水平。增材制造还有望在保持与传统铸锻件相当强度的基础上，显著降低几何形状复杂的零部件的重量。

沃克承认，尽管利用增材制造技术制造和全面维修关键部件可能还需要五到十年之久，但他的团队正在通过全球技术合作计划等途径为实现这一目标作出努力。这项工作目前已经在零部件几何复位（非结构件）修复、二手和三手零件制造等方面取得了阶段性成果。

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