美國國防部的總結表明,該計劃近年來實施的項目不僅為美軍降低武器裝備采辦成本做出了巨大貢獻,而且為提升美軍武器裝備的性能和品質提供了有力支撐。此外,該計劃還對美國政府實施振興美國制造業(yè)戰(zhàn)略發(fā)揮了突出作用,引領并推動了一批國家制造創(chuàng)新網絡項目的實施。

    (1)復合材料先進鉆孔工藝項目。

    該項目提供了各種航空航天材料鉆孔的經濟可承受性方法,開發(fā)了復合材料/金屬疊層鉆孔模型驗證軟件,能夠在2D和3D環(huán)境下分析加工工藝,從而使刀具壽命延長100%,每個孔生產成本減少75%,提高了材料去除率。

    (2)實現(xiàn)空軍的陶瓷基復合材料在線纖維涂層項目。

    該項目通過改變陶瓷基復合材料工藝流程,使陶瓷基復合材料實現(xiàn)工程化應用,代替了原來的超耐熱合金在渦輪發(fā)動機上的應用,減輕了重量,對提高航空發(fā)動機燃油效率,提升速度和加速度以及耐久性都有重要貢獻。

    (3)改進芯片級原子鐘制造工藝和經濟可承受性項目。

    該項目克服了之前芯片級原子鐘不適宜大批量生產的問題,提升了制造工藝自動化水平,提高了生產能力(從100件/年提高到4萬件/年),使單位成本減少到200美元(原為8700美元)。

    (4)增材制造技術制造發(fā)動機葉片鑄造型芯項目。

    該項目克服了原有技術生產準備周期長的問題,將增材制造陶瓷型芯的制造成熟度從4級提升到6級,擴大了生產能力,并可節(jié)省鑄造型芯工裝成本33%~50%。

    (5)空軍微機電系統(tǒng)(MEMS)集成封裝項目。

    通過改變MEMS陀螺和加速度傳感器制造工藝,使器件集成度提高,從而提高INS/GPS抗干擾能力,降低功率需求,同時增加導航精度,滿足陸海空下一代智能武器小型化/低成本需求。

    "ManTech"計劃引領并帶動國家制造創(chuàng)新網絡項目實施

    從美國國防部"ManTech"計劃研究的4個領域(即金屬成形與制造、電子產品加工與制造、復合材料加工與制造和先進制造集合體)來看,每個領域的研究成果都對美國國家制造創(chuàng)新機構的建立和運行起到了引領和支撐作用,充分發(fā)揮了該計劃軍轉民的帶動效應。國防部牽頭組建的制造創(chuàng)新機構中的前三個已經成為最好的例子。

    (1)"美國制造"機構,重點開展加速應用增材制造技術的研究。

    "ManTech"計劃早在2003年就安排了與之相關的激光增材制造研究項目,并曾獲得國防制造技術成就獎;近兩年又安排了一些應用研究項目,如增材制造薄壁換熱器驗證項目、增材制造發(fā)動機葉片鑄造型芯項目等,"ManTech"計劃為美國制造機構開展增材制造推廣奠定了良好基礎。

    (2)輕量和現(xiàn)代金屬制造創(chuàng)新機構。

    該機構主要開展先進輕質金屬研究,目的是生產出更輕的組件和產品。這一主攻方向也是"ManTech"計劃的一部分。該計劃目前包含4個子領域,其中之一就是金屬成形與制造;在這一領域已經先后開展了鋁及鈦合金的近無余量成形技術、金屬鑄造技術、攪拌摩擦焊技術以及鈦合金加工工藝改進技術等研究,其研究成果可應用于輕量和現(xiàn)代金屬制造創(chuàng)新機構的推廣項目中。

    (3)數(shù)字制造和設計創(chuàng)新機構。

    該機構主要開展基于模型的新型設計方法和虛擬制造工具,以及基于傳感器和機器人技術的制造網絡研究,旨在實現(xiàn)先進設計和制造工具的數(shù)字化集成,引領"未來工廠"建設。

責任編輯：周婭

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