3D打印已經(jīng)在民用領(lǐng)域大顯身手,現(xiàn)在軍事界也看準(zhǔn)了它的潛力。要將替換部件通過漫長(zhǎng)的補(bǔ)給鏈運(yùn)往前線可能需耗時(shí)數(shù)周,而備存各類零件又不切實(shí)際,能適時(shí)按需制造最好不過。美國(guó)海軍已經(jīng)率先擁抱了3D打印,認(rèn)為它將成為未來供給鏈的重要組成部分。據(jù)了解,中國(guó)軍隊(duì)也開始用它制作基本部件和立體地圖。
軍需補(bǔ)給線,無(wú)需運(yùn)輸,與其運(yùn)送部件到戰(zhàn)場(chǎng),何不就地打?。?/p>
“外行談戰(zhàn)略,內(nèi)行談后勤?!边@一軍事準(zhǔn)則的最新結(jié)果是,世界各地的武裝部隊(duì)已開始在前線采用3D打印技術(shù)。按需打印出堅(jiān)實(shí)耐用的軍用武器尚需時(shí)日(民用的已不成問題)。但如果只是更換破損的關(guān)鍵小零件(等于以前給馬匹更換蹄鐵),以此方式就地制造便極具潛力。要將替換部件通過漫長(zhǎng)的補(bǔ)給鏈運(yùn)往遠(yuǎn)方的艦船或基地可能需耗時(shí)數(shù)周。而且,如果戰(zhàn)事正酣,這樣的運(yùn)輸隊(duì)正是誘人的襲擊對(duì)象。然而,要鄰近前線備存各類零件又不切實(shí)際。能適時(shí)按需制造最好不過。
在前線應(yīng)用打印機(jī)甚至可以鼓勵(lì)創(chuàng)新。例如,美國(guó)的杜魯門號(hào)航空母艦在最近前往地中海東部及波斯灣執(zhí)行任務(wù)時(shí)(始于2015年11月)就隨船載有兩臺(tái)3D打印機(jī)。在海上航行的八個(gè)月里,艦上船員設(shè)計(jì)并打印出了更好用的油罐漏斗(可減少溢油)、電燈開關(guān)保護(hù)罩(防止人們撞到開關(guān),無(wú)意中導(dǎo)致整個(gè)飛行甲板陷于一片黑暗),以及一種精心設(shè)計(jì)的、被稱為“杜魯門夾子”(TruClip)的小部件,可夾在對(duì)講機(jī)上,加固連接,避免常因艱苦顛簸的海上作業(yè)而折斷。杜魯門號(hào)上的保養(yǎng)官艾爾·帕爾默中校(Al Palmer)稱,單是這款?yuàn)A子就節(jié)省了四萬(wàn)多美元的零件更換費(fèi)用。相比之下,每臺(tái)打印機(jī)的成本僅約為2000美元。根據(jù)自己的使用體驗(yàn),帕爾默認(rèn)為,3D打印將成為美國(guó)海軍供給鏈的重要組成部分。
處理好粉末
目前,只有塑料制品可以在海上打印。在陸上使用打印機(jī)時(shí)則能打印金屬物品——先用一層層的金屬粉末構(gòu)建成型,再以激光或電子束將其熔化,然后冷卻成固體。但打印機(jī)和人一樣,也會(huì)“暈船”。船舶前后左右搖擺不止,轉(zhuǎn)動(dòng)不息,會(huì)干擾金屬粉末成型,無(wú)法進(jìn)一步熱熔成型。正是由于這一緣故,加拿大海軍的一臺(tái)船舶金屬零件打印機(jī)安居陸地,留在新斯科舍省哈利法克斯(Halifax, Nova Scotia)的斯科特角(Cape Scott)軍艦維修廠里。
但假以時(shí)日,金屬部件或許也可在海上打印。美國(guó)海軍后勤部的工程主管艾爾門·柯蒂恩上校(Armen Kurdian)表示其所在部門正想辦法克服船身不穩(wěn)的問題。一個(gè)方法是把打印機(jī)安裝在阻尼隔振平臺(tái)上,通過補(bǔ)償船只的運(yùn)動(dòng)來保持穩(wěn)定。另一方法可能是將金屬“墨”制成線狀而非粉末狀,因?yàn)榻饘倬€比一層金屬粉塵更易固定就位,這種情況下,激光或電子束將對(duì)準(zhǔn)金屬線的尖端進(jìn)行熔融操作。
軍中將受惠于3D打印技術(shù)的不止水手。在中國(guó)軍隊(duì)里,除了制作棘輪這類基本部件外,打印機(jī)還被用于制作顯示當(dāng)?shù)氐匦蔚牧Ⅲw地圖。與紙質(zhì)或屏幕上顯示的地圖相比,這種地圖可幫助士兵更有效地部署作戰(zhàn)行動(dòng)。以色列空軍則打印出強(qiáng)度堪比鋁材的塑料部件,用于維修和保養(yǎng)上世紀(jì)80年代制造的飛機(jī)。美國(guó)正為澳大利亞、英國(guó)及法國(guó)政府提供3D打印的方案,目的是幫助這些盟國(guó)加速供給鏈,五角大樓負(fù)責(zé)該聯(lián)合項(xiàng)目的海軍陸戰(zhàn)隊(duì)上??死锼埂の榈拢–hris Wood)說道。
未來三個(gè)月內(nèi),伍德還將指揮向歐洲、中東及太平洋地區(qū)的美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)配送3D打印機(jī)。今年十月,加州彭德爾頓營(yíng)(Camp Pendleton)的海軍陸戰(zhàn)隊(duì)把一個(gè)船運(yùn)集裝箱改造成了堅(jiān)固的“遠(yuǎn)征制造車間”,可通過卡車、船只、火車或飛機(jī)運(yùn)輸。除了一臺(tái)3D打印機(jī),該車間還包含一些常規(guī)機(jī)械設(shè)備。在北卡羅來納州,另一類似的移動(dòng)車間也正在建造。美國(guó)陸軍也有所行動(dòng),已將一些3D打印機(jī)運(yùn)往駐阿富汗的美軍基地。
而現(xiàn)在,和已經(jīng)裝備在艦船上的打印機(jī)類似,這些“先期部署”的打印機(jī)也只能打印塑料制品。對(duì)它們來說,打印金屬部件的難題不是搖晃不穩(wěn),而是砂礫,畢竟這是遠(yuǎn)比打印塑料更為精細(xì)的過程。但據(jù)美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室(ARL)表示,這一局限也將被克服。ARL已聘請(qǐng)兩家公司開發(fā)技術(shù),以實(shí)現(xiàn)在集裝箱車間內(nèi)將金屬塊變成可打印的粉末。此舉目的是將戰(zhàn)場(chǎng)廢料回收再造新設(shè)備。
目前,這一“制粉”過程就像老式的槍彈制作塔。從容器頂端倒入的熔融金屬分散成液滴,在下落過程中冷卻固化。但這意味著容器至少要六米高,從而難以豎直放置在標(biāo)準(zhǔn)集裝箱內(nèi)。位于加州洛斯加托斯(Los Gatos)的一家ARL外包公司MolyWorks Materials成功將該過程壓縮,令容器可置放于集裝箱內(nèi)。這家公司采用的方法是把容器沿集裝箱對(duì)角線傾斜放置,并噴入惰性氣體防止液滴在冷卻前接觸容器側(cè)壁。假如這類以固化金屬液滴為耗材的打印機(jī)能做得更堅(jiān)固、足以抵御戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境,那么損壞的零件本身將可循環(huán)再用,以后可能連原材料也無(wú)需供給鏈輸送。而且,處理好后勤之后,軍方便可將更多心思集中在戰(zhàn)略這件小事上。
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