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3D战地打印技术:中国早两年前已领先美国!

导读: 近日,美国军方研究人员正在与海军陆战队合作,打算利用3D打印技术进行战地零件打印,彻底改变战场零部件维修供应模式。实际上,3D打印这种技术,其实我们早就有了!

 近日,美国军方研究人员正在与海军陆战队合作,打算利用3D打印技术进行战地零件打印,彻底改变战场零部件维修供应模式。实际上,早在2年前,《解放军报》便刊登一篇名为“增材再制造技术走进装备保障体系”的文章,报道介绍我国海军水面主战舰艇携带新型3D打印方舱,成功实现随舰装备维修、制造和保障。3D打印这种技术,其实我们早就有了!

图注:激光3D打印机在打印零部件

什么是3D打印?

所谓3D打印,学术领域又称“增材制造”,它是一种与传统机加“减材制造”原理相反的全新制造加工技术,它以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体。

相比传统的机加工技术,3D打印具有诸多难以匹敌的优势:用于金属材料,可以直接生产出近净成形的零件,是一种柔性制造技术;与锻铸相比,无需模具;减少铣切加工,节省原材料;降低成本。缩短制造周期,是快速反应的敏捷制造;同时,通过调控丝材、粉材的成份和成形热过程工艺参数及后处理,可以获得性能优良,组织致密的实体构件。3D打印技术不需要传统的刀具和夹具以及多道加工工序,在一台设备上可快速精密地制造出任意复杂形状的零件,从而实现了零件“自由制造”,解决了许多复杂结构零件的成形,并大大减少了加工工序,缩短了加工周期。而且产品结构越复杂,其制造速度的作用就越显著。

图注:金属3D打印机,目前金属部件打印是海军3D打印的主要应用领域之一

3D打印在军事装备保障中有啥用处?

为啥3D打印成为美军和我人民解放军竞相研究的重点?现在的军事设备和装备保障压力太大了,武器和技术装备非常复杂,组成的零部件非常非常多,给后勤保障和装备维护带来极大的压力。

像陆军的坦克装甲车辆和火炮、空军的战斗机、运输机,动辄几万几十万个零部件备件,海军装备比如水面主战舰艇,个头更大,系统更庞大复杂,所需要的保障维护备件就更多了。每次出门执行任务,全部带上是不可能的。按照以往的老办法,是根据装备易损率和寿命的统计数据,重点携带容易损坏的和现场难以维修的、核心的零部件和设备,但还是会经常出现该维修的时候没有备件的情况,这就意味着在战场上会有相当数量的武器装备因为未带备件、供应链出现问题而丧失战斗力,这对战争的胜负将起到非常重要的作用。

而3D打印的出现,则是对现有装备保障和供应链体系的彻底颠覆。它最大的好处在于,不用携带那么多的零部件备件,只需把几十万、上百万个零部件的电子打印图纸文件直接输进去,到时候带着打印设备即3D打印方舱,随用随打。战场上缺哪件零部件,就可以马上在几分钟、几十分钟内迅速“打印”制造出来,立马恢复武器装备的战斗力。可以说,3D打印可以实现现场按需制造,快速补充作战消耗,减少备件库存,大大减轻后勤保障压力,提升武器装备的维修保障效益。

具体到我国海军水面主战舰艇的应用,据军报报道,“中国海军某驱逐舰支队一艘战舰在进港停泊时,绞缆绳的传动齿轮锯齿突然断裂,无法快速抛锚”,而维修人员迅速使用3D打印方舱,根据事先输入的传动齿轮零件3D数据模型文件,马上就加工打印出全新的零件进行更换,让抛锚作业系统恢复正常。对于海军舰船而言,由于配套产品批量小,不像陆军坦克装甲车辆一样有成千上万台套的保有率,因此很多零部件都属于定制产品。3D打印本来就具备很强的“定制”加工能力,特别适合加工这种单件或小批量零部件。

结语

在3D打印这一前沿技术领域,中国已经步入世界第一梯队。从2001年起,我国就开始重点发展以钛合金结构件激光快速成型技术为主的激光3D打印技术。在歼-15战斗机等先进武器装备研发制造上,3D打印技术已得到广泛采用。从以往跟踪、学习他国顶尖前沿技术,到如今在先进前沿技术上领先研究、率先使用,中国军工正在迅速崛起!

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