其他軍事3D打印應(yīng)用

增材制造的應(yīng)用范圍目前早已超出了打印工具或機(jī)器零件等基本功能。隨著3D打印軟件變得越來越復(fù)雜，設(shè)計(jì)和打印復(fù)雜零件為更多以前無法實(shí)現(xiàn)的創(chuàng)新鋪平了道路。例如，美國陸軍使用的夜視鏡的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)有一個(gè)選擇開關(guān)，用于打開或關(guān)閉護(hù)目鏡。如果損壞，則無法更換部件，必須丟棄整個(gè)夜視設(shè)備。增材制造使美國陸軍能夠以更復(fù)雜、更耐用的方式重新設(shè)計(jì)開關(guān)，不僅延長了夜視鏡的生命周期，而且確保部件可以輕松制造和更換。

為了增加整個(gè)機(jī)器的使用壽命，2020年10月，威奇托州立大學(xué) （WSU） 的研究人員宣布與美國陸軍合作開展黑鷹拆除項(xiàng)目。拆卸是指將大型機(jī)器（如車輛）拆解為最小部件并進(jìn)行記錄。在這種情況下，研究人員不僅會記錄黑鷹的2萬個(gè)組件，而且還會創(chuàng)建零件的數(shù)字模型。目前，黑鷹已經(jīng)為美國陸軍服役了近四年，通過3D打印，黑鷹能夠服役更長時(shí)間，而不被淘汰。

隨著時(shí)間推進(jìn)，許多軍事設(shè)備生產(chǎn)線早已停產(chǎn)，但是對于仍然能夠繼續(xù)使用的設(shè)備而言，替換零件就成了問題。因此，增材制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(shè)計(jì)一些組件以提高性能，利用增材制造甚至可能使早已停產(chǎn)的設(shè)備重新被使用。例如美國ContinuousComposites開發(fā)的連續(xù)纖維打印技術(shù)CF3D深受美國空軍青睞，用于為空軍和航空公司打印機(jī)翼。為此，還獲得了價(jià)值75萬美元（約486萬人民幣）的美國國防部小型企業(yè)創(chuàng)新研究（SBIR）第二階合同。

除了武器制造和機(jī)器維修，美國政府正在積極資助3D打印技術(shù)的研究。期望從根本上開發(fā)新技術(shù)、材料類別和工藝，使美國能夠保持領(lǐng)先地位。美國應(yīng)用科學(xué)與技術(shù)研究組織（Astro America）計(jì)劃利用增材制造技術(shù)（3D打印）來開發(fā)高超聲速生產(chǎn)加速器設(shè)施（HPAF），以制造高超聲速飛行器和高超聲速導(dǎo)彈零件。

△BotFactory電子3D打印機(jī)設(shè)計(jì)圖

另外，美軍對于各種3D打印的開發(fā)和軟件領(lǐng)域也非常關(guān)注。Inkbit公司開發(fā)出的具有視覺反饋控制驅(qū)動的3D打印平臺和BotFactory的電子3D打印機(jī)都為下一代軍事增材制造提供了新的可能性。2021年3月，克萊姆森大學(xué)（Clemson University）與美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室（ARL）合作加快未來地面車輛、空中平臺和彈藥的新3D打印組件。他們將創(chuàng)建一個(gè)配備人工智能的“數(shù)字生命周期平臺”，幫助工程師更快生產(chǎn)，更便宜地設(shè)計(jì)、分析和制造多功能大型復(fù)雜幾何形狀部件。一旦建成，平臺將使工程師不必實(shí)際構(gòu)建就可以設(shè)計(jì)和測試新的打印組件。

數(shù)字化軍事3D打印技術(shù)也是一大重點(diǎn)項(xiàng)目。Senvol已經(jīng)在2021年3月從美國海軍和空軍處獲得更多資金，為增材制造機(jī)器學(xué)習(xí)軟件SenvolML開發(fā)更多的功能。而數(shù)據(jù)庫也是這家公司的一大亮點(diǎn)。其他相關(guān)的3D打印數(shù)據(jù)庫還有3Degrees的traceAM平臺。另外，從通信角度，美軍還將啟用區(qū)塊鏈3D打印技術(shù)進(jìn)入戰(zhàn)場。區(qū)塊鏈創(chuàng)新者SImple Blockchain Applications（SIMBA）于2021年4月14日獲得了美國小型企業(yè)創(chuàng)新研究（SBIR）的第一階段資助，致力于使美空軍能夠使用由區(qū)塊鏈支持和保護(hù)的高級3D打印技術(shù)，在全球前線陣地和基地制造、測試和部署復(fù)雜的飛機(jī)零件和其他武器。相信未來還會有更多新的技術(shù)會被納入軍事3D打印領(lǐng)域，讓我們拭目以待。

參考閱讀：

1． 85％ of the world’s 1 billion guns are in civilian hands

2． Is 3D Printing the Future of War？

3． 冷噴涂金屬3D打印武器組件！TITOMIC與REPKON合作

4． Fuse Dissimilar Metals with Titomic Kinetic Fusion?

5． 超音速3D打印商Titomic與國防制造商簽署價(jià)值2550萬澳元銷售協(xié)議

6． One Drop at a Time： Xerox 3D Prints with Liquid Metal

7． SPEE3D Applications for the Army

8． 澳大利亞陸軍馱著SPEE3D金屬3D打印機(jī)上戰(zhàn)場，演習(xí)現(xiàn)場制造零件

9． 澳大利亞陸軍對升級版SPEE3D金屬3D打印機(jī)進(jìn)行第二輪實(shí)地測試

10． SPEE3D開發(fā)突破性金屬3D打印模擬器：SPEE3DCraft

11． 3D Printing： The Future Of Warfare？ ｜ Forces TV

12． 拆解黑鷹直升機(jī)：3D打印用于軍事武器的流程、要求、潛力

13． 美國政府資助3D打印技術(shù)在導(dǎo)彈制造等方面的運(yùn)用研究

14． 為美空軍和航空公司機(jī)翼展示連續(xù)纖維打印CF3D技術(shù)，Continuous Composites

15． 獲75萬美元合同！ContinuousComposites為美空軍制造翼梁和翼肋

16． 視覺反饋控制環(huán)氧樹脂噴射（VCJ）3D打印機(jī)！Inkbit新技術(shù)

17． 美國空軍攜手BotFactory開發(fā)下一代電子3D打印機(jī)

18． 3D打印彈藥和零件！克萊姆森大學(xué)研究人員與美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室合作

19． 美國空軍、海軍資助Senvol開發(fā)3D打印機(jī)器學(xué)習(xí)工具

20． 3Degrees獲美國空軍50000美元資助，開發(fā)增材制造數(shù)據(jù)庫

21． 美軍將啟用區(qū)塊鏈增材制造進(jìn)入戰(zhàn)場