古語(yǔ)云：“不積跬步，無(wú)以至千里；不積小流，無(wú)以成江海。”千里之路需要一步步走出來(lái)，這里強(qiáng)調(diào)的是累積的重要性。說(shuō)到累積，這里讓人想到一項(xiàng)技術(shù)：3D 打印。這是一項(xiàng)特殊的技術(shù)，與傳統(tǒng)的“減材制造”不同，它是一種“增材制造”法，就是把材料逐層的疊加，從底層到上層，這樣逐層的制造、逐層增材，慢慢會(huì)成為一個(gè) 3D 打印的成品。

    當(dāng)今時(shí)代，“3D 打印技術(shù)”成了科技新聞報(bào)道中的高頻詞匯，甚至被英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志預(yù)測(cè)為“將推動(dòng)新一輪工業(yè)革命的來(lái)臨”。因其數(shù)字化、智能化的先進(jìn)“復(fù)制”能力而備受青睞，這項(xiàng)技術(shù)在被民用化的同時(shí)，也逐漸成為國(guó)防和軍工領(lǐng)域備受歡迎的“新貴”。

3D打印技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于造價(jià)高昂的戰(zhàn)斗機(jī)

3D打印技術(shù)應(yīng)用于艦載機(jī)

    3D 打印技術(shù)已運(yùn)用于軍事和航空航天領(lǐng)域，造價(jià)高昂的戰(zhàn)斗機(jī)、艦載機(jī)等也都能通過(guò)“打印”出爐了。那么，3D 打印在各國(guó)軍工領(lǐng)域都幫了什么忙呢？

    3D 打印用于美國(guó) B-52 戰(zhàn)機(jī)部分老化部件的改進(jìn)

    美國(guó)俄克拉荷馬州的 Tinker 空軍基地是 Oklahoma 市空軍后勤中心（OC-ALC）的所在地，同時(shí)也是美國(guó)空軍裝備司令部（AFMC）的飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、導(dǎo)彈、軟件和航空電子設(shè)備的管理和維護(hù)中心。它的職責(zé)就是，管理著美國(guó)各個(gè)軍事艦隊(duì)的飛機(jī)和技術(shù)的開(kāi)發(fā)，包括各種配套組件、開(kāi)發(fā)作戰(zhàn)飛機(jī)程序、測(cè)試設(shè)備和工業(yè)自動(dòng)化軟件等，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，任何軍事飛機(jī)或者與軍事飛機(jī)相關(guān)的東西，空軍后勤中心都有責(zé)任確保它繼續(xù)飛行或者安全。

美國(guó)：3D打印助力作戰(zhàn)后勤保障

美國(guó)B-52戰(zhàn)機(jī)外觀圖

    為維護(hù)飛機(jī)和提高飛機(jī)的戰(zhàn)斗力，如今美國(guó)空軍和 OC-ALC 正在開(kāi)發(fā)一項(xiàng)戰(zhàn)略計(jì)劃：將把 3D 打印技術(shù)納入其當(dāng)前的空中力量，維持任務(wù)的每一方面。OC-ALC 欲利用 3D 打印技術(shù)優(yōu)化工作流程，包括增材制造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件和 3D 打印由第 76 軟件維護(hù)組設(shè)計(jì)的現(xiàn)代電子元器件。

    其實(shí)，OC-ALC 的計(jì)劃只是美國(guó)空軍數(shù)個(gè)物流綜合體中正在開(kāi)發(fā)類似計(jì)劃中的一個(gè)，除此之外，美國(guó)還擁有包括喬治亞州的 Robins 空軍基地和猶他州的 Hill 空軍基地等。每個(gè)基地都將開(kāi)發(fā)針對(duì)綜合體的計(jì)劃，將 3D 打印技術(shù)融入其飛機(jī)維護(hù)和開(kāi)發(fā)能力中。增材制造技術(shù)的納入，對(duì)后勤運(yùn)營(yíng)將產(chǎn)生巨大的作用，可大大提高整個(gè)軍事基地維護(hù)飛機(jī)的能力。

    2014 年 1 月，一架采用了 3D 打印技術(shù)生產(chǎn)的零件的“狂風(fēng)”（或譯為“旋風(fēng)”）戰(zhàn)斗機(jī)完成試飛，并被英媒認(rèn)為是航空制造領(lǐng)域大規(guī)模使用 3D 打印技術(shù)的標(biāo)志性事件。英國(guó)航空航天系統(tǒng)公司指出，成功試飛的飛機(jī)的 3D 打印部件包括駕駛艙無(wú)線電防護(hù)罩、起落架防護(hù)裝置以及進(jìn)氣口支架。這些部件均在英國(guó)皇家空軍一個(gè)軍事基地生產(chǎn)和組裝，該公司稱，這是裝配 3D 打印部件的戰(zhàn)斗機(jī)首次試飛成功。

    這些 3D 打印的零部件制造成本很低，有的甚至低于 100英鎊（1 英鎊約合 1.64 美元）。在維修和更換部件方面，3D打印技術(shù)有望在未來(lái) 4 年內(nèi)為英國(guó)皇家空軍節(jié)省 120 萬(wàn)英鎊。此外，3D 打印技術(shù)使這些零部件的生產(chǎn)地點(diǎn)不再受到限制，如果把這些 3D 打印機(jī)送到前線，直接進(jìn)行零部件的加工和維修，將會(huì)大大提高英國(guó)空軍的作戰(zhàn)能力。

    韓國(guó)3D打印在軍機(jī)部件上的應(yīng)用

    說(shuō)起韓國(guó)，這個(gè)在軍事上幾乎不被人重視的國(guó)家，在 3D打印方面也是有所作為的。今年6月份，韓國(guó)空軍使用的F-15K戰(zhàn)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)遭到損壞，其發(fā)動(dòng)機(jī)上的鈦合金的渦輪護(hù)罩與鈷合金的空氣密封件需要修復(fù)，他們想要找到一種既耐久又可靠的方法使部件升級(jí)的同時(shí)，又不犧牲任何質(zhì)量。

    這次維修，韓國(guó)空軍選擇使用 3D 打印技術(shù)，為此他們找到了德國(guó) 3D 打印機(jī)制造商利用專門的 DMT 技術(shù)很快就完成了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)護(hù)罩和密封件的修復(fù)工作。DMT 技術(shù)的工作原理主要是用高功率激光熔化金屬粉末，被認(rèn)為是最新和最具前景的 3D 打印技術(shù)之一，幾乎能夠立即修復(fù)好韓國(guó)軍機(jī)的部件。

    操作過(guò)程中，金屬粉末被連續(xù)饋送到 3D 打印機(jī)中，并被激光均勻熔化，然后再重新冷卻為固體，DMT 技術(shù)保證不會(huì)出現(xiàn)泄露故障，3D打印部件也能夠提供卓越的機(jī)械性能，因此，3D 打印將韓國(guó)主力戰(zhàn)機(jī) F-15K 時(shí)刻保持在最佳狀態(tài)，可以有足夠的信心隨時(shí)面對(duì)像朝鮮這樣一個(gè)令人精神緊張的對(duì)手。

    俄羅斯 3D 打印無(wú)人機(jī)“水鴨”

    說(shuō)起俄羅斯的軍事實(shí)力，幾乎婦孺皆知，由于繼承了前蘇聯(lián)的 70% 的軍事實(shí)力，所以其軍工科技水平除了美國(guó)幾乎無(wú)人能及。其 3D 打印技術(shù)實(shí)力也是不容忽視的。

    今年 6 月份，《透視俄羅斯》曾報(bào)道，國(guó)營(yíng)企業(yè)俄羅斯技術(shù)集團(tuán)公司以 3D 打印技術(shù)制造出一架無(wú)人機(jī)樣機(jī)，重 3.8公斤，翼展 2.4 米，飛行時(shí)速可達(dá) 100 公里，續(xù)航能力 1 ～ 1.5小時(shí)。該公司用兩個(gè)半月的時(shí)間實(shí)現(xiàn)了從概念到原型機(jī)的飛躍，實(shí)際生產(chǎn)耗時(shí)僅為 31 小時(shí)，制造成本不到 20 萬(wàn)盧布。

    這款無(wú)人機(jī)的獨(dú)特之處在于，無(wú)需任何特殊起降場(chǎng)地，可在任意表面起降，不論雪地還是排水溝。在 6000 米高度飛行時(shí)的操控范圍可達(dá) 2500 公里，有效載荷 300 公斤，可搭乘2 ～ 3 名乘客或行李或者攜帶檢測(cè)、監(jiān)控設(shè)備。這款無(wú)人機(jī)的氣墊可在飛行模式下進(jìn)行回收，可用于向難以抵達(dá)的災(zāi)區(qū)運(yùn)送物質(zhì)，也可用于軍事行動(dòng)，例如搭載小型制導(dǎo)導(dǎo)彈、高精度炸彈等進(jìn)攻性武器，還可執(zhí)行偵查任務(wù)。

    中國(guó) 3D 打印“大飛機(jī)”零部件
  
    3D 打印技術(shù)對(duì)于國(guó)防、航空等重點(diǎn)領(lǐng)域高端復(fù)雜精細(xì)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵零部件的制造起到了很大作用，為其提供了應(yīng)用的支撐平臺(tái)。我國(guó)在這一領(lǐng)域并不落后于其他發(fā)達(dá)國(guó)家，相反，在一些高精尖的軍工領(lǐng)域甚至還處于領(lǐng)先地位。

    其中，2015 年 9 月 3 日紀(jì)念抗戰(zhàn)勝利 70 周年的大閱兵上展示的國(guó)產(chǎn)戰(zhàn)機(jī)中，就有一部分飛機(jī)的零部件采用了3D打印技術(shù)。

    3D 打印在國(guó)產(chǎn)大型客機(jī) C919 的應(yīng)用

    2016 年，中國(guó)曾對(duì)外宣布一項(xiàng)關(guān)于國(guó)產(chǎn)大型客機(jī) C919 的一個(gè)制造細(xì)節(jié)：該客機(jī)部件采用了激光成型件加工中央翼線條，其中，最大尺寸為 3070mm，最大變形量則小于 0.8mm，整個(gè)力學(xué)性能通過(guò)飛機(jī)廠商的測(cè)試，其材料性能、結(jié)構(gòu)性能、零件取樣性能、大部段強(qiáng)度全部滿足國(guó)產(chǎn)大型客機(jī) C919 的設(shè)計(jì)要求，包括疲勞性能在內(nèi)的綜合性能，也優(yōu)于傳統(tǒng)的鍛造技術(shù)。而且，3D 打印出來(lái)的零部件強(qiáng)度一致性為 2%，優(yōu)于廠商 5% 的技術(shù)指標(biāo)要求。

    未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中，利用 3D 打印技術(shù)，無(wú)論是武器裝備，還是軍需物資，都可能實(shí)現(xiàn)“DIY”，即由作戰(zhàn)人員在戰(zhàn)地自助生產(chǎn)行動(dòng)所需的裝備物資。

    3D 打印在阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)中的應(yīng)用

    眾所周知，后勤補(bǔ)給是戰(zhàn)場(chǎng)上最易受到攻擊的薄弱環(huán)節(jié)，戰(zhàn)斗機(jī)隱身涂層材料技術(shù)全解密5阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)期間，美軍曾經(jīng)動(dòng)用了大量作戰(zhàn)力量以確保補(bǔ)給暢通和保障人員安全，美軍認(rèn)為，如果當(dāng)時(shí)使用了 3D 打印機(jī)與戰(zhàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)人駕駛運(yùn)輸直升機(jī)或者汽車相結(jié)合的話，就可以徹底解決這一問(wèn)題，通過(guò) 3D 打印技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)制造出能夠滿足實(shí)際所需的食品、藥品和裝備，從而實(shí)現(xiàn)其后勤保障的革命性變化。

    可見(jiàn)，只要技術(shù)足夠成熟，未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上需要的一切，3D打印幾乎都能滿足，有了這種“克隆”后勤物資的“移動(dòng)兵工廠”，戰(zhàn)時(shí)可快速補(bǔ)充作戰(zhàn)消耗。

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