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3D打印技能引领武器装备发展

发布时间:2019-01-03 01:06:01 文章来源:未来智讯    
    3D打印技能引领武器装备发展作者: 陈宪刚 张燚 李大光   位于庐山康王谷的谷帘泉被陆羽列为天下第一名泉   2012年底,美国《外交政策》杂志网站刊登《2013年最值得关注的五种武器》文章称:“2013年什么武器最值得关注?3D打印枪!”近来,美国的一家公司发布广告称,只要拥有一台电脑和一台3D打印机,只需几个小时就能够制造一支半自动步枪。
  武器:只需要下载程序
  3D打印技能在军事工业具有很好的发展前景。3D打印技能(3D printing)属于一种快速成型技能,是一种由计算机辅助设计(CAD)数据通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的增材制造技能。它既不需要用纸,也不需要用墨,而是通过电子制图、远程数据传输、激光扫描、材料熔化等一系列技能,使特定金属粉或者记忆材料熔化,并按照电子模型图的指示一层层重新叠加起来,最后把电子模型图形成实物。3D打印机的优势在于,仅需几个小时或一夜时间即可将样品打印出来,而不必花费数周时间等工场制作样品。理论上,只要在计算机上设计出结构模型,就能够应用该技能在无需刀具、模具及复杂工艺条件下快速地将设计变为实物。该技能特别符合于航空航天、武器装备、生物医学、日用品、食品、建筑、模具和教育等众多领域中批量小、结构非对称、曲面多及内容结构零部件(如航空发动机空心叶片、人体骨骼修复体、随形冷却水道)的快速制造。
  中国的3D打印技能发展也取得了快速进步。经过十多年努力,华中科技大学史玉升科研团队已实现重大突破,2012年12月研发出全球最大的3D打印机。它的问世,意味着我国在全球这一领域已抢占有利先机。而且,3D打印机已经“打印”出许多部件,其中包括无人机和天宫一号零部件。
  现在,3D打印技能已经被大量应用于美军武器装备的研发之中。美国军方已应用3D打印技能辅助制造导弹用弹出式点火器模型,并取得了良好的效果。美国海军还在寻求通过在机器人体内植入3D打印机,便可以使机器人半自动化地实现“相互沟通、协作以及制造”等能力。换句话说,美国海军希望可以利用机器人来生产更多的机器人。此外,美国GE航空已应用3D打印技能制造终级喷气发动机,并将所有的专门技能应用于下一代的军用发动机上,可以自动地将高推力模式转换到高效率模式。3D打印技能能够制造过去认为复杂而不经济的产品,并大大减轻产品重量。与机器制造出的零件和产品相比,3D打印技能生产的产品更加精细轻盈,打印出来的产品的重量要比以往轻60%,并且同样坚固,而且没有与其功能
  无关的剩余物。如果材料没有生产限制,它就能以最优化的方式来实现其功能。因此,美国军方已经在研讨通过3D打印来减轻士兵负重。
  2012年8月27日,联邦计算机新闻(GCN)报道,美国陆军已经投入扩展3D打印行动,向阿富汗部署移动实验室,配备了原型设计和印刷设备,它能够为士兵现场创建工具和其他设备。移动远征实验室由一个6米(20英尺)的集装箱制成,配备实验室设备、成型机、3D打印机和其他制造工具,可现场操作,大大缩短制造过程。美军远征实验室的打印机能够打印塑料、钢铁和铝等材料。2013年1月7日,美国陆军快速装备部队(REF)将其第2个移动远征实验室部署到战区,该实验室集成有多项新式技能。该实验室可通过卡车或直升机运送至任何地点,实验室通过使用3D打印机和计算机数字抑制(CNC)设备将铝、塑料和钢材生产加工成所需零部件。此举可帮助设计人员利用计算机辅助设计(CAD)软件在战区快速生产原型产品,其目的意在加速设计和生产的进程。美国陆军打算通过这种做法增强单兵作战、战区巡逻以及小型前线作战基地的可持续能力。
  给装备带来革命性变化
  一是3D打印技能能够准时打印毁损部件。3D打印机最诱人的应用则是分散制造,即通过电子制图、远程数据传输、激光扫描、材料熔化等一系列技能,使特定金属粉或者记忆材料熔化,并按照电子模型图的指示一层层重新叠加起来,最后把电子模型图形成实物。在未来信息化战争中,任何位置的战场上如果需要更换毁损部件,3D打印机就能够直接在战场把所需要的部件一个一个地“打印”出来,然后由技能保障人员装配起来就能够让武器装备重新加入战场,从而使遭到毁伤的武器装备得到再生。能够预见,代表制造业发展新趋势的3D打印技能,未来可能要颠覆传统的装备技能维修保障手段。
  二是3D打印技能能够减轻后勤保障压力。就目前来说,使用相同数量的耗材制造零件,3D打印机的生产效率是传统方法的3倍。例如,梅洛特公司与中国青岛一家纺织厂建立合作,“打印”纺织机轴承,传统工业流程需要84小时制作的零件,通过3D打印技能,24小时就能够制造完成。由于能够在目的地精准打印,又省去了物流、配送、上货等时间,因此生产成本大大降低,每个轴承的成本由几十欧元降至1欧元。战时,战场上要消耗大量的武器装备和补给物资,这就给后方生产和后勤保障带来巨大的压力,如果在战场上有一台这样的3D打印机,这些问题就能够得到较好的解决。
  链接:
  美国人科迪・威尔逊设计的3D打印蓝图并制造出AR-15半自动步枪,目前已试射成功。他已获得美国官方许可证制造和出售3D打印枪支。
  英国《每日邮报》报道,近日美国激进组织“分布式防御”(Defense Distributed)已经获得联邦枪支制造许可证,这使得该组织可以利用3D打印技能合法地制造和出售枪支。3D打印枪械团体“分布式防御”的创始人科迪・威尔逊(Cody Wilson)在Facebook上发布了这一喜讯,同时晒出了一张美国联邦枪支制造许可证照片(Type 7 license)。
  美国酒精、烟草和火器机构向威尔逊颁发的许可证使得他制造和出售枪支合法化。威尔逊表示:“许可证最大的意义在于它使得我可以合法地制造枪支。我能出售一些我正在制造的武器,进行武器交易和运输等。”
  “分布式防御”组织已经制造了3D打印枪支部件的好几款原型,包括AR-15半自动步枪。该团体在自己的分销网络上已经创建了可下载的设计图。
  “分布式防御”组织造出的是一种对大众开源的步枪:维基武器(Wiki Weapon),此款步枪的模型能够从网上下载,并且通过3D打印机完整地打印出来。该组织昵称DefDist,他们宣称:每位美国公民都有携带武器的权利。
  【责任编辑】林 京
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