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美国海陆空三军如何“玩转”3D打印

2015-10-16 09:42
论恒
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  提及3D打印,人们耳熟能详的已有一层层“喷涂”出来的汽车、房屋和各种人体器官,但这一新技术在军事领域的应用仍鲜为人知。

  军事专家认为,3D打印具有小批量制造成本低、速度快、复杂制造能力强、材料利用率高、适应性好等优点,具有广阔的军事应用前景。而军事大国美国也正在利用3D打印的这些优点,加紧武装自己的陆海空三军。

  让士兵轻装上阵

  头盔、面罩、防毒面具、防风眼镜、防弹衣、护膝、护肘……这些装备是一个美国大兵的基本配置。近年来,为了满足作战需要,同时平息驻阿富汗美军“头部有钢盔,身上有盔甲,但下半身什么防护装备也没有”的抱怨,五角大楼又给士兵配备了防弹内裤。

  这些行头加上携带的枪支弹药,总重量少说也要超过30公斤。士兵们负重如此大,又怎能在战场上灵活移动?

  这曾经是一个两难的选择,但现在,技术革命有望解决这个难题。

  为了让士兵们轻装上阵,美国陆军研究人员正在研究如何利用3D打印技术为士兵减负。眼下研究的是如何将天线“打印”到士兵们的头盔中,将传感器“打印”到军服里。

  研究人员设想的场景是:未来,士兵们只需携带一台3D打印机上战场,根据战情需要制造出枪支、弹药乃至掩体等。这样,既可以减轻士兵行进途中背负的重量,也可以缓解后勤压力。

  3D打印机将成军舰标配

  2014年4月初,美国海军联盟举行了一场技术专家会议。据美国《国防》月刊披露,这次会议集中介绍了美国海军对3D打印技术的运用。可以预见,未来的某一天,3D打印机将成为美国海军海上船只的标配设备。

  美国海军参谋长办公室的保罗·韦拉斯特罗少将在会上介绍说,通过“海军3D技术交换”计划,美国海军已经开展了一些相关项目,在海军的赞助下,有25个小组在研究和测试可适用于船只、潜艇和飞行器的3D打印技术。

  其中一项可能的应用是3D打印的无人机。美军计算机网络作战司一个快速创新小组的创建人本·科曼说:“这种无人机可以是一次性的,造价低廉,而且可以用于作战以及情报、监视和侦察等诸多行动。”他还说:“这种技术在未来的海战中会派上用场,将来,海员们可以在船上‘打印’出数百架无人机,在敌人的军舰开始发动攻击前,就可用数量将其压倒。”

  3D打印技术还可以为行驶中的船只“打印”供临时使用的零件,等船只靠岸后再用传统方式制造的零件将其更换。

  未来,如果一名海员在海上遭遇紧急情况,需要马上换一个新的肝脏,3D打印机也可能会“打印”出这种器官,挽救海员的生命。

  弗吉尼亚理工学院与州立大学关键技术和应用科学研究所副主任托马斯·坎贝尔在会上说:“3D打印技术对美国海军来说潜力无限。”但海岸警卫队的创新项目经理泰森·韦纳特指出:“舰载3D打印技术目前尚处在初级阶段,还面临着一些挑战。考虑到航行中的重心变化等因素,在一艘移动的船只上完成打印很成问题。”

  让无人机按需定制

  科学家们曾描绘过这样的未来:一名飞行员在执行任务时要求获得无人机支援,工程师们从遥远的地方发来一张设计图,飞机上的3D打印机随即“打印”出一架无人机……这听上去有点像天方夜谭,但事实是,工业界正在努力寻找将此变为现实的办法。

  2013年8月,美国弗吉尼亚大学的一个研究小组首次公开了“剃刀”项目——一个重约1公斤的小型无人驾驶飞行系统,其机身是由9个3D打印部件组成的。

  “它从打印机中出来,你把它从托盘上掰下来,设置好。就这么简单。完全没有任何后期加工。”该项目负责人戴维·谢富勒说。

  制造“剃刀”的机身大约用了31个小时。“剃刀”的其他系统,如引擎、伺服系统、自动驾驶仪和电池等都是现成的部件。其计算能力的核心是一部智能手机。

  位于加州瓦伦西亚的增材制造公司,已经在使用这种技术来生产固定翼无人驾驶飞行系统的机身了。这家公司可以在一夜之间生产出多架飞机的机身、机翼、鼻锥和尾翼。专家们预测,几十年后,使用3D打印技术将有可能打印出整架无人机,包括电子部件、电池和引擎等。

  参与了该项目的费德罗·克劳斯认为,最快的话,十几年后,美国军方就可以拥有打印无人机的能力。这些飞机虽然不是耐用的高性能系统,但仍然可以完成任务。

  “如果发现了敌人,所需要做的就是‘打印’一架无人机,然后放飞它,在它完成任务后,就按下按钮让它爆炸。”他说。

  美军的3D打印技术看似无往不胜,但也有人心怀忧虑。美国军事专家瓦莱丽·因辛纳一语道出了担心:“我们现在正在做的任何事情,我们的对手们也能做,他们很可能正在考虑这个问题,并在提高这种能力。随着3D打印机可以通过商业途径获得并且价格逐年下降,美军的对手们或许用不了多久,就能设计和制造出他们自己的系统了。”

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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