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3D打印应用于海军前景美好 障碍难以逾越

2016-01-20 09:01
铁马老言
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  2015年12月25日,美国海军将一台金属3D打印机送到了杜鲁门号航母上。美国媒体报道称,杜鲁门号航母目前在执行对伊斯兰国的作战任务,3D打印机能够满足海军一些日常或紧急的维修需求。

  2015年7月,在国防科技工业军民融合发展成果展上,国产新战机3D打印的大型构件首次曝光,表明我国已将3D打印技术运用于国产新型战机的研发当中。

  3D打印技术是什么?它有什么作用?维基百科是这样解释的:“这是快速成型技术的一种,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,通过一层又一层的多层打印方式,来构造零物件,将数字世界中的数据实体化。”

  简单来说,3D 打印,就是在普通的二维打印的基础上再加一维。打印机先像普通打印一样在一个平面上将塑料、金属等粉末状材料打印出一层,然后再将这些可黏合的打印层一层一层地粘起来,最终将计算机中的“蓝图”变成实物。3D打印技术最突出的优点在于,它无需机械加工或模具就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而大大节省了工业样品的制作时间,缩短了产品的研制周期,从而提高生产效率和降低生产成本。如今,3D打印技术已经被大量应用于武器装备的研发制造之中。只要拥有一台电脑和一台3D打印机,只需几个小时就可以制造出一支枪。

  3D打印技术在海军及造船工业方面也有所贡献。2014年7月,美国海军试验了利用3D打印技术快速制造舰艇零件,希望借此提升执行任务速度并降低成本。美国海军已经可以通过这项技术,把钛合金、铝合金和不锈钢合金制造成金属部件,如叶轮、发动机支架和变速箱壳体等。由于舰艇出海执行任务时经常遇到零部件损坏而需要更换的情况,美国海军已经在三艘航母上装备了3D打印机,以便舰员们在舰上制造日常需要的各种部件,如一次性医疗用品、飞行甲板模型、油箱盖等等。他们甚至用埃塞克斯号航母上的3D打印机打印出了一台无人机,这台无人机可加载信息传输系统和微型摄像机,能够将实时视频传送给舰员。

  据报道,美国海军的最终目的是将3D打印机安装在军舰以及海军基地里,以削减海军后勤巨大的零备件库存,其中有些备件可能永远都不会使用,但还必须储备以防万一。通过按需打印部件,可大幅缩减军舰和其他舰船上的花费、库存空间和备件数量,同时实现随时随地的“海上制造”。

  “3D打印技术应用的唯一限制是我们的想象力。”在2015年的美国海军联盟会议上,美国海军部长雷马布斯这样说道。不过,尽管3D打印技术在海军的应用前景十分美好,目前却仍然有不少难以逾越的现实障碍。

  据《现代舰船》分析,3D打印技术广泛应用于造船与配套业的可行性仍有待提高,其主要瓶颈集中在材料、规模及安全性等方面。首先,耗材对3D打印技术的应用和发展起决定作用,当前3D打印耗材多为生物降解塑料聚乳酸、ABS树脂、橡胶、塑料、可黏结粉末颗粒等,主要应用于模型、玩具等轻工业民用产品领域,距离船舶、航天等领域较远。其次,安装上船的所有零部件及设备都必须通过认可,在船舶航行过程中运用3D技术打印出来的产品难以满足这一要求。就技术层面而言,在海上航行的不平稳条件下,如何制造出精密的船舶配件也是一个问题。此外,铝或钛的粉末是高度易燃的,存在重大安全隐患,所以,海军利用3D打印技术,还面临着如何保存材料、以防火灾事故发生的难题。

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