3D打印技術在軍用工程裝備維修的探索

姚耀 劉蓓 劉歡歡

摘要：3D打印技術對戰時工程裝備維修具有重要意義，3D打印機可以快速制造修復戰時工程裝備，大大提高作戰能力。本文在闡述3D打印技術的概念及特點的基礎上，對3D打印技術在戰時工程裝備保障或維修領域的應用優勢、應用場景以及未來發展趨勢進行了分析。

關鍵詞：3D打印技術;工程裝備;保障維修

中圖分類號：TB文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2020.25.071

0引言

工程裝備是工程兵部隊遂行戰斗工程保障任務開路先鋒。但是戰場瞬息萬變，工程裝備防護能力有限，在戰場上極易受到敵方打擊，而工程裝備又是戰場進程保障重要力量，因此工程裝備是否完好，極大的影響戰爭進程。目前部分國家的軍用工程裝備的制造與維修基本還是遵循傳統的工藝模式和理念，目前存在：部分工程裝備維修性能低下;工程裝備維修技術手段落后;工程裝備維修力量薄弱;工程裝備維修管理不足等問題。

13D打印技術的概念及特點

利用三維模型而將各種粉末、零散材料逐層疊加打印而形成任何形式的固態體，這種技術被稱為3D打印技術，由于3D打印利用了數據建模以及參數設置的技術方法，從而可以有效控制打印精度，非常適應精細化要求高的產品，產品制造不需要模具，可以從設計到零件的直接轉換，適用于武器和設備的設計，復雜和昂貴的零件制造，維護并廣泛用于軍事裝備領域的技術創新。軍事裝備可以利用3D打印技術優化復雜部件的結構，從而減輕重量，延長使用壽命。其特點符合軍事工業發展的需求。

23D打印技術在戰時工程裝備維修領域的應用優勢

2.1快速制造戰時工程裝備

通常情況下，戰時需要攜帶大量的工程裝備以及零配件，而且在裝備受損時，也難于快速補充，而3D打印技術的支撐下，作戰部隊無需大量運輸工程裝備到戰場，只需電腦和3D打印機即可快速打印出所需要的工程裝備，損壞零件也能得到快速修復，從而提高部隊的戰斗力。

2.2隨時補給精細輕盈的工程裝備零配件

長期以來，工程裝備重量大、體積大，而且維修所需的零配件種類多、保管難，不利于部隊機動作戰，也給裝備運輸帶來很大的困難，而3D打印技術則可以有效解決這一難題，其打印出來的零配件具有精細輕盈、抗壓力強等特點，既降低了零配件的重量，又增強了零配件地韌度。

2.3降低工程裝備的生產成本，節省國防開支

與傳統制造技術相比，3D打印技術省去了復雜的生產流程、材料消耗、鑄造、液壓等成本以及生產設備的報損等費用，由于它采用“增材制造”模式，也就是說，只要按照計算機建立模型，設定參數，然后利用各種廉價的輕型粉末就可以生產出各種工程裝備及零配件，從而大大降低工程裝備的制造費用。

33D打印技術在各軍種裝備維修領域的應用場景

3.1空軍裝備領域的應用

目前，3D打印應用最廣泛的領域在于空軍裝備領域，已成功實現多種場景的應用。由于鈦合金具有抗壓性能高的特優勢，很多國家都將這種材料作為3D打印材料，因此飛機不但更加輕盈，而具可以快速批量生產。美軍F22戰機的制造就大量采用了3D打印技術，特別是重要配件，全部是3D打印生產出來，而采用3D打印技術生產的飛機配件更具有強度高、剛度硬的特征。3D打印技術的特性非常適合于大型裝備如工程裝備的制造。

3.2海軍裝備領域的應用

目前，美國海軍在工程裝備領域的3D打印技術領先全球，很多美國海軍軍艦上都安裝了3D打印機，比如美國杜魯門號航母都成功實現了工程裝備的現場打印，不僅如此，為提升艦艇的監視、偵察、攻擊能力，美國海軍3D打印無人機的應用也在穩定推進，在戰爭狀態或日常維修，只要在艦艇上攜帶電子元器件，艦艇上的操作人員就可以根據需要快速制造各種裝備，進一步提升艦艇工程裝備的維修效率，提高海軍裝備的保障能力。

3.3陸軍裝備維修領域中的應用

3D打印技術在裝備維修領域中的應用，將大大提高了裝備保障效率。與傳統的裝備維修模式相比，3D打印技術背景下的裝備維修所需零配件無需工廠制造，不需供應商長途運輸到戰爭現場，只需要裝備維修人員將各種絲材、粉材現場打印，即可保障裝備維修的需要，提高軍事保障能力，在戰時可以快速恢復裝備的使用功能。在一次實際的軍事演練中，某工兵團在演習中突發情況，一塊石頭卷入挖掘機的風扇，打壞了水箱，情況緊急，此時修理連官兵使用3D打印機根據輸入的三維模型數據快速制作出方形的塞子，堵住水箱漏洞。挖掘機重新投入使用，確保了演習的正常進行。據了解，本次實際軍事演練，3D打印已投入使用6次，極大提高了現場搶修效率。從3D打印技術的未來發展趨勢來看，其智能化水平將會得到進一步的提升，在戰時工程裝備的維修中，不僅可以快速化、精準化修復損壞的裝備或零配件，而且將實現工程裝備的智能自修復功能。

4結束語

3D打印技術在戰時工程裝備保障或維修中具有快速制造戰時工程裝備、隨時補給精細輕盈的工程裝備零配件、降低工程裝備的生產成本，節省國防開支的優勢。目前，已在裝備維修領域逐步得到應用，從未來發展趨勢來看，3D打印技術在工程裝備保障或維修和實現工程裝備的智能自修復功能中得到更廣泛的應用。

參考文獻

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