一、優(yōu)點

1.縮短武器制造周期

傳統(tǒng)的裝備制造方式需要大量模具，且準備模具和制造鍛坯時間長，機械加工時間長，工序多，返工次數(shù)多，導致研制周期較長。3D打印技術無需模具，一次成形，工序少，且結構設計修改容易，從而可以大幅縮短裝備的研制周期。例如，美國航空航天局首次利用3D打印技術制造出火箭發(fā)動機噴嘴，制造時間從傳統(tǒng)工藝超過1年，縮短到不足4個月。美國國防部高級研究計劃局2010年啟動的“自適應車輛設計制造”研發(fā)計劃，核心就是采用3D打印技術實現(xiàn)地面車輛的快速制造。該計劃開發(fā)了大量的數(shù)據(jù)模型和軟件設計工具，并采取協(xié)同參與工作模式，目標是將步兵戰(zhàn)車的全部設計和制造時間縮短80%。

2.降低生產(chǎn)成本

3D打印技術采用了逐層累積的制造模式，對原材料的利用率遠遠高于傳統(tǒng)的切削加工模式。飛機制造需要大量重量小、強度高、價格貴的鈦合金件，傳統(tǒng)工藝主要采用鍛造和機械加工方法，從毛坯到成形，幾乎90%的材料都被切削浪費掉。

美歐等飛機制造商已將3D打印技術用于制造機翼等零配件，顯著節(jié)約了制造成本。美國M777榴彈炮大量使用鈦合金結構件，采用傳統(tǒng)的整體鍛造方法，最大的鈦合金整體加強框的材料利用率不到4.9%，如果使用3D打印技術，材料利用率接近100%?；鸺龂娮焓腔鸺l(fā)動機最昂貴的零部件之一，一般由數(shù)百個零件組成。美國航空航天局采用3D打印技術制造的火箭發(fā)動機噴嘴，僅由兩個零件組成,所需組裝工作大大降低，成本也隨之大幅降低。

3.提高武器零部件性能

3D打印設備是綜合了機械、控制及計算機技術的復雜機電一體化系統(tǒng)，為制造高性能或超常性能結構件提供了較傳統(tǒng)制造模式更容易實現(xiàn)的一種手段。

美國采用3D打印技術制備的陶瓷炮管，制備成本與傳統(tǒng)的鍍鉻成本相當，而炮管壽命遠高于傳統(tǒng)鍍鉻炮管。此外，采用3D打印技術制造的一些零部件具有質量小的特點，這在一些裝備領域特別是航空航天領域具有重要作用。例如，美國空軍正在將3D打印技術應用于F-35聯(lián)合戰(zhàn)斗機的零部件制造。F-35系列戰(zhàn)機中，尤其是F-35B型，具有垂直起飛能力，對飛機整體重量要求比滑行起飛的飛機要苛刻得多。利用3D打印技術制造一些重型的緊固件和排氣管道，有顯著的減重效果，從而對戰(zhàn)機起飛、機動等性能改善產(chǎn)生重要影響。

4.實時提升維修效率

3D打印設備的靈活性與便攜性，彌補了傳統(tǒng)制造模式受生產(chǎn)地點限制的缺陷，有望打破“后方制造，前方使用”的傳統(tǒng)保障模式，在后勤供應和裝備維修方面發(fā)揮重要作用。

3D打印技術將提高武器裝備伴隨保障和精確保障能力。美國陸軍自2012年以來，先后在阿富汗戰(zhàn)場部署3個內置有3D打印機的集裝箱式“遠征移動實驗室”。該“實驗室”可通過卡車或直升機靈活部署，利用塑料、鋼鐵和鋁等材料，快速制造出部分裝備零部件。還可以應用反向設計原理，利用激光掃描裝置獲取失效零部件的外形幾何輪廓，實現(xiàn)損傷零件的快速修復。因此，配備有3D打印設備的作戰(zhàn)部隊，可以適當減少備件儲備種類和數(shù)量，快速補充作戰(zhàn)消耗，有助于提升前線部隊的持續(xù)作戰(zhàn)能力。航空母艦、遠洋艦船以及邊防海島等小、散、遠作戰(zhàn)部隊可利用3D打印技術提供伴隨保障支持。

3D打印技術不受加工地點約束的優(yōu)勢，也為航天系統(tǒng)在軌維修提供了創(chuàng)新發(fā)展思路和手段支撐。美國航空航天局計劃2014年8月將首個微重力條件下的3D打印設備送往國際空間站，用于空間站現(xiàn)場維修，提升航天器維護的快速反應能力。

二、不足

制造精度及加工效率仍有不足

3D打印技術雖已在軍民領域得到諸多應用，但在制造精度、加工效率等方面還存在一些問題和不足，限制了其在武器裝備領域的應用步伐。

一是提升制造精度和產(chǎn)品品質。目前，3D打印技術的制造精度和產(chǎn)品品質還不夠高，影響其應用到要求較為苛刻的武器裝備上。例如，3D打印金屬件時需要加熱融化金屬，有些區(qū)域因冷卻率不同導致產(chǎn)品厚度、幾何形狀甚至性能參數(shù)偏離預期設計。而且，3D打印金屬件表面粗糙度相比于傳統(tǒng)方式加工的零件有不小的差距，一般還需要打磨或采用噴丸、電解拋光處理等方式進行后處理。

二是加強大尺寸部件制造能力。3D打印加工過程中，隨著加工件尺寸的增大，產(chǎn)生的內應力呈非線性增加，導致產(chǎn)品出現(xiàn)變形甚至斷裂。而且，3D打印加工一般需在真空環(huán)境下進行，可加工空間越大，所需的3D打印設備的制造難度越大。

三是提高制造加工效率。目前，與成熟的傳統(tǒng)制造技術相比，3D打印技術的加工效率相對較低，單位時間內加工的材料量還不適應大規(guī)模武器裝備生產(chǎn)的需要。