美國(guó)最大造船企業(yè)亨廷頓 - 英格爾斯工業(yè)公司（HII）旗下的紐波特紐斯造船廠，近日在一艘航空母艦上安裝了一個(gè) 3D 打印的閥門流體分配器。該公司表示，使用認(rèn)證的 3D 打印部件有望縮短船舶建造和交付美國(guó)海軍的時(shí)間，并提高關(guān)鍵部件的制造質(zhì)量。

該部件長(zhǎng)度超過 150 厘米，重量超過 453 公斤，絕非普通組件。它由領(lǐng)先的定向能量沉積（DED）服務(wù)提供商 DM3D 技術(shù)公司制造，該公司還與美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）和美國(guó)陸軍有合作。DM3D 已通過 30 多種材料的認(rèn)證，能夠生產(chǎn)長(zhǎng)達(dá)三米的部件，曾制造出三米高的火箭噴嘴，并在其大型機(jī)器上使用兩到四個(gè)沉積頭。

DM3D 采用閉環(huán)工藝，將大部件安裝在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，傾斜沉積頭以擴(kuò)大可制造幾何形狀的范圍。除了生產(chǎn)部件，該公司還設(shè)計(jì)了自己的機(jī)器，擁有 40 多項(xiàng)相關(guān)專利。其大規(guī)模系統(tǒng)將 DED 頭集成在機(jī)械臂和封閉式門式框架系統(tǒng)上，還提供內(nèi)部熱等靜壓（HIP）、數(shù)控加工（CNC）、CT 掃描和涂層能力，并且得到了海軍海上系統(tǒng)司令部（NAVSEA）的認(rèn)證。

紐波特紐斯船廠工程和設(shè)計(jì)副總裁戴夫?博爾卡表示：“從概念驗(yàn)證開始，這一成果迅速變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，對(duì)提高造船效率產(chǎn)生了有意義的影響。這一創(chuàng)新的好處將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出 ‘企業(yè)號(hào)’（CVN 80），因?yàn)槲覀儼言霾闹圃?expertise融入造船的基礎(chǔ)。”

美國(guó)海軍的運(yùn)營(yíng)和維持成本每年大約為 170 億美元，而提議再收購(gòu) 85 艘艦艇的計(jì)劃預(yù)計(jì)耗資 1 萬(wàn)億美元。新建海軍艦艇的一個(gè)關(guān)鍵限制因素是熟練和愿意工作的勞動(dòng)力短缺，另一個(gè)是整體緩慢的建造時(shí)間表。一艘航空母艦需要大約八年時(shí)間建造，而阿利?伯克級(jí)驅(qū)逐艦則需要兩到三年。阿利?伯克級(jí)自 1991 年開始持續(xù)生產(chǎn)，每艘造價(jià)約 20 億美元，已建造 74 艘，還有 19 艘訂單。在維修方面，只有約 30% 的船只按時(shí)完成，船廠面臨嚴(yán)重積壓。

3D 打印有望通過將鑄件或鍛件的制造時(shí)間從數(shù)月縮短到數(shù)周來解決這一問題。它還可能降低成本，并通過加快維修速度成為無價(jià)資產(chǎn)。這個(gè)特定部件是正在建造的杰拉爾德?R?福特級(jí)航空母艦的泵房中的流體分配閥。正在建造的 “企業(yè)號(hào)” 是一艘 10 萬(wàn)噸（9000 萬(wàn)公斤）的航母，能夠部署多達(dá) 50 架飛機(jī)和 20 架直升機(jī)，部分使用來自其前身的回收鋼材建造。之前的 “企業(yè)號(hào)” 參與了越南戰(zhàn)爭(zhēng)、阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)，是美國(guó)海軍第一艘核動(dòng)力航空母艦。再之前的 “企業(yè)號(hào)” 在二戰(zhàn)期間太平洋的幾乎所有主要海戰(zhàn)中都發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

新 “企業(yè)號(hào)” 值得注意的是，它是第一艘完全使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）設(shè)計(jì)的航空母艦。它有 4660 人的輪換船員，將在未來幾十年中在美國(guó)軍事行動(dòng)中發(fā)揮重要作用。

這不會(huì)是唯一的流體分配器，因?yàn)榱硪凰液侥?“多麗絲?米勒” 號(hào)也正在使用 3D 打印流體分配器。HII 已經(jīng)披露，已在各種艦艇上安裝了 55 個(gè) 3D 打印部件，并計(jì)劃今年生產(chǎn) 200 個(gè)部件。這是海軍 3D 打印領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展，應(yīng)該作為美國(guó)和全球海軍 3D 打印巨大可能性的警鐘。