來源：美軍事進行時、裝備參考
▲美國海軍顛覆性技術實驗室聯手橡樹嶺國傢實驗室的制造演示中心合建 3D 打印的可選載人技術示范船體
美國陸軍技術網 2018 年 1 月 23 日消息：如今 3D 打印在原型機制造過程中的造價已經沒有那麼高瞭，它早已成為軍事制造技術的首選技術手段加入到傳統制造方法之列，這從 2018 年美國軍事預算劃撥給這一項目的專項資金上就可以看出它的重要性。本網站記者希望瞭解國防部為什麼投資這個項目，並且查看美國近期的軍事項目，希望探究此類軍事項目的重要意義。
軍方早就捕捉到 3D 打印技術的巨大潛力，3D 打印也被稱為 " 增材制造 " ( AM ) ，首次研發是在 20 世紀 80 年代初期。在工業制造中，所有的部件都必須滿足一定數量的規定，並且幾十年以來都是向後兼容，3D 打印技術在原型機制造中發現瞭商機，單獨一個實體價值就等同於一千個計算機模型。
隨著技術的發展，3D 打印被用來以新的方式組裝不同的材料，從而生產出更堅固、更輕巧的部件，比如飛機的機翼或裝甲。通信帶寬的拓寬意味著，一層層疊加構建組件的模式幾乎可以立即傳輸到遠程位置，而在以前隻有出瞭問題才知道需要更換部件。
打印出來的很可能就是一艘在海上甚至國際空間站長期執行任務的船。現在的打印機體積更小，重量更輕，成本更低。比起每個零部件都需建立庫存，或是穿過敵軍領地將零部件送到戰火硝煙的前線，那麼隻是將一臺打印機送到前線，提供原材料，後勤保障工作就會更有效率。
所以說，美國國防部投資這個新項目一點也不意外。然而，要得到華盛頓方面的批準，就需要制定出具體的 3D 打印解決方案，而不僅僅是概念構想瞭，這一點從這一項目投入的預算中就可窺見一斑。新興威脅和能力小組委員會提出 " 增材制造或 3D 打印，將在工業供應鏈變革和全新的技術能力方面給美國國防部帶來意義非凡的可能性 "。
該小組委員會負責從總額 6391 億美元的國防預算中撥款 132 億美元，用於 3D 打印項目的研發。雖然投入金額不菲，但相對於維持軍需滿庫存狀態的花費、加上定期審計和處理過期項目的費用來說，就顯得微不足道瞭。
此外，3D 打印還會帶來規模效益——新興威脅和能力小組委員會建議將 3D 打印機的數量增加到 " 戰術級別 "。盡管這可能預示著國防制造商的想法會發生變化，他們可能會發現自己簽署的是提供 3D 打印模式的知識產權協議，而不是供應備件的合同。
但是 3D 打印技術並非隻是供應備件。美國近期的軍事項目演示就展示瞭如何使用 3D 打印出完整的武器系統和彈藥——甚至是足以載人的潛水器。
▲蘭博是一款新型的 3D 打印榴彈發射器，由美國陸軍軍械研究、發展與工程中心 ( ARDEC ) 設計
一款取名為 " 蘭博 "（RAMBO）的榴彈發射器
美國陸軍軍械研究、發展與工程中心 ( ARDEC ) 的工程師們必須對他們設計的新型 3D 打印榴彈發射器——首字母縮寫 " 蘭博 " ( 快速增材制造的彈道武器 ) 進行高強度的測試。
美國陸軍軍械研究、發展與工程中心與美國陸軍研究、開發和工程司令部、美國陸軍制造技術項目、美國增材制造技術創新機構經過 6 個月的協作努力，在 2017 年 3 月，使用蘭博榴彈發射器首次試射瞭一發子彈，子彈也是由 3D 打印的。
根據標準 M203A1 發射器的規格，除彈簧和緊固件外，榴彈發射器的所有部件都使用增材制造技術生產。這些金屬部件經過一種叫做直接金屬激光燒結的過程生產，在這個過程中，高能激光將鋁顆粒加熱到熔點。
這次演示的目的是為瞭證明 3D 打印技術有潛力生產可發射的武器原型，而不是取代傳統的制造方法。打印可發射武器仍然是一種復雜的技術——槍管和接收裝置需要再經過一系列額外的建造後的過程，包括翻動和硬塗層，以保證射擊安全。盡管如此，增材制造仍意味著武器的修復和改進工作有望在未來更快地交接到士兵手上。
▲隨著海上監視需求的增加，海軍需要更快地建造潛艇，並加入新的設計特征
我們生活的潛艇是打印出來的
隨著海上監視需求的增加，海軍使用載人和無人潛艇來部署傳感器和提供後勤保障。隨著海軍行動任務的多樣化，就需要更快地建造出潛艇，並結合新的設計特征。
美國海軍顛覆性技術實驗室聯手橡樹嶺國傢實驗室（ORNL）的制造演示中心（MDF）合建 3D 打印的可選載人技術示范船體。原型船的長度為 9.1 米，直徑為 140 米，普通尺寸的打印機無法勝任這項工作。因此，他們使用瞭大面積增材制造系統，是由辛辛那提公司與橡樹嶺國傢實驗室（ORNL）合作研制的世界上第一臺工業尺寸的 3D 打印機，該打印機的打印區域長度超過 6 米。
經過一周的設計準備，又花瞭兩個星期的時間使用碳纖維復合材料進行連續打印，將船體的六個部分組裝起來。根據美國能源效率與可再生能源辦公室 ( ORNL 的上級機構 ) 的數據，使用傳統技術制造船體的時間為 3 至 5 個月，花費為 60 至 80 萬美元，而使用 3D 打印的造價僅需十分之一。
盡管目前打印出的這款潛水器還不具備適航性，但是研發團隊還是獲得瞭美國海軍海上系統司令部的創新獎，打印按需潛水器的概念得到驗證。他們現在已經獲得準許，可以在馬裡蘭州卡德洛克的美國海軍水面作戰中心進行操作性和適海性測試的波浪池中測試第二個水密版本。如果一切進展順利，在 2019 年之前就可以開發出具有組艦能力的 3D 打印潛水器原型。
▲蘭博部件 ( 除彈簧和緊固件外 ) 都是使用增材制造技術生產的
3D 軍事打印的未來變化莫測
這些項目表明，使用 3D 打印生產軍用原型機比起傳統的制造方法速度更快、成本更低、能源消耗更少，諸如國防部對這類新項目的投資也預示著增材制造技術的應用將帶來巨大變化。但是，盡管像飛機機翼這樣的替換部件和重要的子系統已經按照需求打印生產出來瞭，但這項技術在沒有完全裝備制造能力的精整工序的情況下，還不能勝任從零開始創建作戰準備系統的工作。
然而，隨著 3D 打印技術向按需打印能力的方向延伸，未來指揮官們可以通過評估一項作戰行動，按照需求從頭開始建造車輛、偵察工具、武器和彈藥，從而避免瞭穿過危險地帶進行後勤運送的漫長等待。
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