李大光：3D打印技术的军事应用与影响

点击：作者：李大光来源：昆仑策研究院发布时间:2015-10-19 08:19:45

　　与传统制造相比，3D打印具有小批量制造成本低、速度快，复杂制造能力好，材料利用率高，适应性好等优点，应用于武器装备发展时能够显著缩短武器装备研制时间，减少研制费用，提高武器装备性能，降低武器装备成本，提高维修保障时效性与精度。

　　3D打印技术给军事装备保障带来的变化是革命性的。3D打印技术是一种增材制造技术，它以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。在未来信息化战场上，技术保障人员可随时利用携带的3D打印机，直接把所需的部件一个一个地打印出来，装配起来就可以让武器装备重新投入战场。另外，3D打印还可广泛应用于辅助军事技术研发。未来不仅小型枪支、简单物资可实现打印，军舰、飞机、坦克等大型、复杂的武器装备，甚至食物、军事基地等都可用3D打印机直接或间接“制造”出来。目前，美国军方已使用3D打印技术辅助制造某型导弹弹出式点火器模型，并取得了良好的效果。

　　近年来，3D打印技术日益受到重视，关键技术研究不断取得突破，性能不断提升，在军事领域的应用取得重要进展，进入发展与应用的快车道。美国3D打印技术研究取得重要进展，技术成熟度及性能显著提升，初步达到工业应用水平。2012年，美国Sciaky公司的新型电子束3D打印技术取得重要突破，具备大型金属部件加工能力，美国国防部和洛克希德·马丁公司准备将其用于生产F-35战斗机的钛、钽、铬镍铁合金等高价值材料的高品质零部件，前期检测全部达到要求。3D Systems公司的激光熔融技术取得重要进展，美国空军将在此基础上开发用于打印F-35战斗机和其他武器系统的3D打印机。美国太空制造公司的太空3D打印技术的成熟度达到6级，具备在太空中的模型或样机演示能力，2012年11月获得NASA的第二阶段合同，进一步将技术成熟度提升到8级，完成实际系统并通过试验和验证，最终具备应用于太空站维修、升级和延寿，载荷升级改进，硬件太空制造等方面的能力，2014年向国际空间站运送首台3D打印机。

　　随着技术成熟度及性能的提升，3D打印技术近年来应用领域不断拓展，在武器装备设计、制造、维修等领域发挥日益重要的作用。在设计方面，美国NASA在设计新一代大型运载火箭的核心部件时，利用大型Makerbot 3D打印机进行模具成型，制造设计部件。在制造方面，3D打印技术在大型、复杂部件制造等方面的应用不断取得突破。2002年，美国开始将激光成形钛合金零件装上战机试验。2013年，美国开始使用3D打印技术批量生产喷气发动的燃料喷嘴。在3D打印技术应用于轻型物质制造方面，2013年，美国“固体概念”公司成功制造出世界上首支3D打印金属手枪，能够连续发射50发子弹并保持完好。在维修方面，美国已开始部署基于3D打印技术的维修保障装备。2012年7月和2013年1月，美军部署了两个移动远征实验室，用于装备维修保障。此举可以在战场快速生成需要的零部件，甚至快速设计和生产急需的装备，实现及时精确保障。此外，美国陆军开发了一种轻质便宜的3D打印机，可以放到背包中，用于在战场中快速、便宜地制造替换零件。

　　受技术、成本的限制，3D打印技术难以取代大规模流水线生产，但其不需要模具，可实现从设计到零件的直接转化，完成快速、自由的制造，将在武器装备的设计，复杂、昂贵部件的制造，以及维修保障等方面得到广泛的应用，对武器装备发展产生积极的影响。一是小批量制造成本低、速度快，可显著降低武器装备研制风险、缩短研制时间；二是复杂制造能力好，可完成传统方法难以完成的制造，提高武器装备性能；三是材料利用率高，可有效降低先进武器生产成本；四是具备快速制造不同零部件的能力，可有效提升武器装备维修保障的实时性、精确性。

　　加快3D打印技术的发展与应用是弥补我国当前武器装备设计、制造与维修保障能力的不足，提升研发效率，降低制造成本，提高维修保障时效性与精度的有效途径。

　　（作者单位：国防大学军事后勤与军事科技装备教研部；来源：昆仑策研究院）

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