浅谈3D打印技术在军事领域的应用价值

国际金属加工网 2018年08月02日

岁月静好,是因有人替你负重前行!时值八一建军节,极光尔沃3D打印机向中华人民解放军致敬,同时祝愿祖国日益强盛!中国军事力量发展了91年,现代化战争的需求以及未来武器装备的研发生产需求早已不同于过去,需要许多高新技术的投入使用。今天,我们就从武器装备研制、武器装备维修、制造伪装防护设备、后勤保障以及制作医疗部件与救助用具5个方面,谈谈对3D打印技术在军事领域的应用价值。


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1、3D打印应用在武器装备研制
在武器装备研发生产中,工程师可以利用3D打印技术根据实际要求进行创意验证和模具制作,对一些特殊、复杂的结构件可以直接打印,同时能有效地实现结构件的轻量化。另外,3D打印数字化可以缩短新型武器的设计研发周期,大幅节省国防开支,并将从本质上提升武器装备的性能与生产效率。
1.1、航空航天装备
我国舰载机歼-15仅用了3年的时间就研发成功,关键零部件应用了3D打印技术,极大地缩短了研发周期。现在歼-20和歼-31在研发过程中已经采用了3D打印技术。中国商飞和西北工业大学联合攻关,利用3D打印技术制造了C919大飞机的中央翼缘条。中航工业一飞院与北京航空航天大学强强联合,将全三维数字化设计技术与最新的3D打印技术相结合,已经打印出了多个满足强度、刚度和使用功能要求的飞机部件。
1.2、海军装备
为了生产重量轻、成本低并能满足作战性能指标要求的无人机,美国海军打算利用3D打印技术进行研发设计生产。美国海军计划将航空母舰、巡洋舰以及驱逐舰等打造成可以移动的海上3D打印工厂,实现相关武器装备的按需打印,提高舰上空间的利用率[6]。
1.3、轻武器装备
美国Solid Concepts公司利用3D打印技术制造了世界上第一只金属手枪,并测试成功,该3D打印的金属手枪由30多个零件组成,经测试该3D打印手枪的射程比常规手枪差一些但精度相当。AR-15半自动步枪的弹匣及其他部件也已经由3D打印技术制造出来,该枪能够射击600多次,综合性能良好。目前制约3D打印技术的问题是材料,如果金属粉末材料问题能够得到解决,3D打印技术在轻武器的设计制造与维修领域将会得到广泛的应用。
2、野战抢修
利用3D打印技术可以实现战时装备维修备件与维修工具设备的快速制造,使得战时维修保障效率得到大幅提高。在一场实兵演练中,第四十集团军某工程团道桥连,在刚刚展开的急造军路演练中遇到了意外情况,由于石子卷入风扇,把水箱打穿,紧急关头,修理连官兵带着一台3D打印机赶到现场,根据数据制作三维模型,3D打印机很快就打印出一个方形的塞子,然后经过稍加打磨,就塞住了漏水的水箱,使挖掘机重行投入了工作。据了解,此次实兵演习,3D打印先后6次排上用场,极大的提高了野战抢修效率。
3、伪装防护设备制作
现在进行大规模战争的概率很小,一般都是局部战争,参战人数不多,在战场上需要随时进行隐蔽,用于保护自己并能更好地打击敌人。对于一些防护伪装设备,要求特征与周边背景尽可能做到一致,为了便于携带与布设,重量尽可能得轻。利用3D打印技术可以根据具体的作战环境及实际战况需求能够快速准确地制作伪装防护设备,使伪装后的目标更好地隐蔽起来,使作战人员发挥最大的作战效能。
4、后勤保障
未来的战争将会是信息化战争,3D打印技术的应用会使得战场保障方式发生重大变化。现在的后勤保障主要依托后方的供给,将来会变为以阵地现场的"DIY"(Do It Yourself)为主,所谓的"DIY"就是在战场上士兵可根据战场需求实时抢修配件、物资、食品和药品等。
5医疗部件及救助用具制作
为了最大限度地对士兵进行及时的救援,在战场上可以利用3D打印技术根据受伤士兵的具体情况制作相应的器官或用具。例如,可以为骨折的士兵制作夹板、支架,为关节受伤的士兵打印关节,为眼睛受伤的士兵制作眼罩或特殊的眼镜,为截肢的士兵制作假肢,为脚受伤的士兵制作专用鞋等。
3D打印技术作为一种新型的制造技术,与传统的机械加工有着完全不同的加工理念,不用模具和机械加工可直接根据所设计的三维模型就能加工出任何形状的零件,大大缩短了加工周期、降低了工艺的复杂程度,使生产效率得到了有效提高。由于实际的需要以及各国政府的大力支持,3D打印技术在军事领域得到了广泛的应用。未来随着3D打印技术的不断完善,其或将在军事应用领域创造更多价值。


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