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美国海军探索3D打印制造技能

发布时间:2019-01-04 01:06:04 文章来源:未来智讯    
    美国海军探索3D打印制造技能作者: 本刊编辑部   美国海军将在今年晚些时候在诺福克和圣迭哥安上3D打印机,起初3D打印试验,制造专用塑料零件和小部件供海军使用,例如夹子,支架等。美国海军设想以后能够利用3D打印技能制造弹药,将来还能够生产比萨饼和制造肾脏之类的人体组织器官。虽然要实现未来的指标距离还非常遥远,然而一些对照实际的应用已经起步。
  3D打印技能是一种最具希望且发展迅速的工业制造技能,一些军工单位都已经起初了这方面的试验,航空器材供应仓库在用3D打印技能制造脱销了的铸造零件,海军部门则用它制造舰船模型。同时,外科医生用它制造假肢,保证能与所要替换的肢体在尺寸上很好地匹配。同样,承包商越来越频繁地选取3D打印技能制造战斗机零件,美国海军研讨处的研讨人员也认为这种技能对于海军来说具有无限的潜力。
  在诺福克的美国海军海战发展司令部正在筹备试验这种具有革命性的制造过程,希望利用3D打印技能,使用诸如金属、橡胶和塑料之类的材料迅速提供所需要的零件。海战发展司令部进行试验的目的在于明白3D打印技能能否为海军所用以及如何为海军所用,甚至还设想使用该技能制造靶舰,供射击试验用。
  美国海军的3D打印技能试验是由海军作战部的一个由15名年轻人组成的快速革新小组提出的。当需要一个供应系统无法提供的特殊零件时,最初在诺福克或者圣迭哥的3D打印中心由文职技能人员查看零件的设计是否已经存在,如果没有的话,他们就会创建一个3D“点云”( “point cloud”)模型,点云模型由数以百万计的点组成,可以很好地反映零件形状。同时,在屏幕上会呈现一个零件的3D图像供核对检查。检查无误之后,技能人员就起初“打印”,用5个小时左右的时间将零件打印出来。然后,对打印的零件进行检查和试验看是否合适,不行的话能够修整或重新打印。
  美国海军希望为经常需要的零部件创建一个电子数据库,并要求两栖抨击舰上负责供应的官员对此提出建议。当有可能进行3D打印的零部件的列表完成以后,负责3D打印的人员还会与工艺技能人员商讨打印材料和打印过程的配合问题。
  美国海军用来进行试验的3D打印机预计会在今年11月就位,3D打印机使用的打印材料是塑料,可能还可以使用橡胶,使之可以通过3D打印制造无人机所需要的垫圈零件,该试验可能在12月份起初进行。
  美国海军还需要实现许多的技能飞跃才有可能实现真正意义上的3D打印制造。用3D打印机制造的产品不仅必须严格地适合设计要求,而且必须满足相关的军用规范的要求。用金属材料进行3D打印所需要的重型基础设施眼下还难以往舰船上转移,用多种材料制造的精密物件依然处在技能的最前沿,十分昂贵。即使这些问题都解决了,美国海军还会遇到另外一个挑战,这便是知识产权的问题。由于制造厂商对于他们的产品保留着知识产权,因此海军所进行的3D打印制造试验只可制造没有专利权的产品以及不再生产的产品。自从20世纪80年代中期以来,美国海军对于各种零部件都未曾购买知识产权,因此要通过3D打印制造零部件就不得不购买设计,这可能会把成本提得很高。虽然能够通过扫描得到零部件的图形,然而这又可能引发另外的法律问题。
  有人建议美国海军充分利用新出现的3D打印技能,使作战形式发生重大变革,把潜艇供应舰和军事海运司令部的其它舰只形成可以通过3D打印制造需要的物件的“浮动工场”。将来,各种作战装备,从弹药到武装无人机都有可能打印出来,甚至还能够用倾倒混凝土的巨型打印机建造滩头阵地的构筑物。将来,还能够打印制造食品甚至人体组织器官,只是实现这些的路途还非常漫长。
  美国海军的相关人员提出,近期,也便是2~3年之内,美国海军能够在一些前沿部署的地方,例如关岛、巴林和日本设立3D打印制造机构,并且最后,也便是在几十年之内,在海上建立3D打印制造机构。届时,拥有制造机构的航母能够前沿部署到反介入/区域拒止的环境中,在后勤供应链由于某种原因断裂的情况下,还能够制造各种塑料和金属物件,对战斗部队提供支持。近期,能够通过3D打印在前沿部署的地方制造一些大略然而急需的零件。例如,一艘前沿部署的扫雷舰需要一个名为气体帽(gas cap)的零件,本身也就值7美元,要是通过零部件供应系统订购的话,其装运不仅需要支付几百美元而且需要等待几个星期的时间,通过3D打印则能够方便地解决这种问题。(李洪兴)
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