3D打印技術(shù)的部署及航空應(yīng)用 - 美軍全球科技構(gòu)想：3D打印和激光武器是關(guān)鍵

　　如虎添翼的太空“利器”

　　隨著世界各國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)和軍事利益空間的不斷拓展，太空已上升至國(guó)家安全戰(zhàn)略的高度，成為爭(zhēng)相探索、開(kāi)發(fā)的重要領(lǐng)域。與此同時(shí)，發(fā)展低成本、響應(yīng)型太空任務(wù)也成為了各國(guó)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和現(xiàn)實(shí)課題。

　　眾所周知，宇宙飛船內(nèi)可謂是真正的“寸土寸金”，由于攜帶備用零件會(huì)增加飛船的體積和重量以及受到宇宙中失重環(huán)境的影響，一旦飛船內(nèi)某個(gè)零部件出現(xiàn)故障，及時(shí)進(jìn)行更換是十分困難的。而3D打印技術(shù)可以制造過(guò)去認(rèn)為復(fù)雜而不經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，并大大減輕產(chǎn)品重量。與機(jī)器制造出的零件和產(chǎn)品相比，3D打印的產(chǎn)品更加精細(xì)輕盈，打印出來(lái)的產(chǎn)品重量要輕60%，而且沒(méi)有與其功能無(wú)關(guān)的剩余物。如果利用安裝在飛船中的3D打印機(jī)，宇航員們就只需攜帶金屬絲物料按需打印所需零部件，問(wèn)題便可迎刃而解，既節(jié)省了空間又減輕了負(fù)載。2012年7月，美國(guó)“太空網(wǎng)”透露，美國(guó)宇航局和國(guó)防部正在測(cè)試新一代3D打印機(jī)，可以使宇宙飛船在繞地球飛行時(shí)制造設(shè)備零部件。

　　同時(shí)，3D打印技術(shù)也為人類(lèi)在月球上活動(dòng)提供了可能。據(jù)英國(guó)《每日郵報(bào)》報(bào)道，2013年2月歐洲航天局宣布，計(jì)劃讓機(jī)器人攜帶3D打印機(jī)“空降”到月球上，利用3D打印技術(shù)將月球上的原始土壤轉(zhuǎn)變成建筑材料，建立首個(gè)人類(lèi)基地，并有望在未來(lái)40年內(nèi)投入使用。

　　美軍已部署到戰(zhàn)區(qū)

　　如今，3D打印技術(shù)已經(jīng)被大量應(yīng)用于美軍武器裝備的研發(fā)之中。美國(guó)軍方已應(yīng)用3D打印技術(shù)輔助制造導(dǎo)彈用彈出式點(diǎn)火器模型，并取得了良好的效果。

　　美國(guó)海軍還在尋求通過(guò)在機(jī)器人體內(nèi)植入3D打印機(jī)，便能夠使機(jī)器人半自動(dòng)化地實(shí)現(xiàn)“相互溝通、協(xié)作以及制造”等能力。換句話(huà)說(shuō)，美國(guó)海軍希望能夠利用機(jī)器人來(lái)生產(chǎn)更多的機(jī)器人。此外，美國(guó)GE航空已應(yīng)用3D打印技術(shù)制造終級(jí)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，并將所有的專(zhuān)門(mén)技術(shù)應(yīng)用于下一代的軍用發(fā)動(dòng)機(jī)上，能夠自動(dòng)地將高推力模式轉(zhuǎn)換到高效率模式。

　　美國(guó)陸軍也在加速3D打印技術(shù)實(shí)戰(zhàn)化部署，以增強(qiáng)持續(xù)戰(zhàn)斗力。目前，美國(guó)陸軍已經(jīng)加入擴(kuò)展3D打印行動(dòng)，向阿富汗部署移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，配備了原型設(shè)計(jì)和印刷設(shè)備，可以為士兵現(xiàn)場(chǎng)創(chuàng)建工具和其他設(shè)備。移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室由一個(gè)集裝箱制成，配備成型機(jī)、3D打印機(jī)和其他制造工具，可現(xiàn)場(chǎng)操作，大大縮短制造過(guò)程。

　　今年1月，美國(guó)陸軍快速裝備部隊(duì)將其第2個(gè)移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室部署到戰(zhàn)區(qū)，此舉可幫助設(shè)計(jì)人員利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件在戰(zhàn)區(qū)快速生產(chǎn)原型產(chǎn)品，其目的在于加速設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的進(jìn)程。美國(guó)陸軍計(jì)劃通過(guò)這種做法增強(qiáng)單兵作戰(zhàn)、戰(zhàn)區(qū)巡邏以及小型前線(xiàn)作戰(zhàn)基地的可持續(xù)能力。

　　3D打印“熱”下的“冷思考”

　　3D打印技術(shù)是對(duì)人類(lèi)控制能力極限的挑戰(zhàn)和展示，其實(shí)質(zhì)是制造業(yè)向智能化不斷演進(jìn)的歷程。當(dāng)前，我國(guó)制造業(yè)正面臨轉(zhuǎn)型升級(jí)挑戰(zhàn)，信息化和工業(yè)化的深度融合為這一進(jìn)程提供了前所未有的機(jī)遇。

　　受技術(shù)裝備、新型材料、設(shè)計(jì)軟件、質(zhì)量安全、公共環(huán)境等制約和影響，盡管3D打印技術(shù)已成功地將傳統(tǒng)復(fù)雜的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單化，將材料領(lǐng)域的疑難問(wèn)題程序化，但目前僅適用于少批量、小尺寸、高精度、造型復(fù)雜的零部件和元器件的加工制造，還難以代替?zhèn)鹘y(tǒng)制造業(yè)大規(guī)模、大批量的加工制造優(yōu)勢(shì)。

　　尤其是在軍事領(lǐng)域，目前3D打印技術(shù)雖然可能生產(chǎn)出手槍、子彈等武器，但遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)戰(zhàn)標(biāo)準(zhǔn)，它大部分情況下將被應(yīng)用于武器裝備的概念設(shè)計(jì)、技術(shù)驗(yàn)證等。只有將3D打印技術(shù)的個(gè)性化、復(fù)雜化、高難度的特點(diǎn)與傳統(tǒng)制造業(yè)的規(guī)?；⑴炕?、精細(xì)化相結(jié)合，與制造技術(shù)、信息技術(shù)、材料技術(shù)和生命科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，才能不斷推動(dòng)3D打印技術(shù)在軍事領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。