淺談3D打印技術在特戰裝備維修保障中的應用

摘要：特戰裝備是特種部隊力量建設的重要組成部分，是遂行特種作戰、情報偵察、引導打擊等多樣化任務的物質基礎;快速有效的特戰裝備維修保障在未來戰爭中發揮著至關重要的作用;為提高特戰裝備保障能力，本文在介紹3D打印技術發展的基礎上，分析3D打印技術在特戰裝備維修保障中的可行性和應用前景。

關鍵詞：特戰裝備;維修保障;3D打印技術

現代戰爭是體系與體系的對抗，高科技裝備正發揮著越來越重要的作用，成為打贏戰爭的重要因素。特戰裝備是特種部隊用以實施特種作戰和保障特戰行動的武器、武器系統和其他軍事技術器材的統稱。在未來戰爭中，快速有效的特戰裝備維修保障發揮著至關重要的作用，對加快新型作戰力量戰斗力建設具有重要意義。

一、特戰裝備保障主要現狀

當前，隨著軍事裝備的快速發展，我軍特種部隊裝備建設取得了長足發展。但受作戰環境、作戰特點影響，特種裝備保障起步相對較晚，戰場搶修能力明顯不足，與承擔的作戰任務和要求不相適應，明顯滯后于特種部隊建設。目前特戰裝備保障主要具有以下特點：

（1）特戰分隊遂行特種作戰、情報偵察、引導打擊等多樣化任務決定了特戰裝備的多樣化，裝備種類多、數量復雜，可能同時動用空中裝備、地面裝備、水上裝備，如無人偵察機、各型輕武器、輪式車輛、潛水裝備等，保障對象多樣，調配任務重，保障難度大。

（2）特種作戰任務緊急，行動迅速，遂行任務難以預測，裝備維修保障要求具有以快應急的特點，具有很強的時效性，在維修保障過程中，盡可能采取智能化手段進行檢測、評估和快速維修，戰損裝備的快速再生成為特殊戰場環境下的必然要求。

（3）戰場環境惡劣，作戰地域或山高林密，或地廣人稀，敵社情復雜，可能會深入敵后，器材保障困難、資源匱乏，這就對裝備保障儲備、攜行標準等提出更高要求，要具備一定的自主保障能力，盡量節約材料，簡化制造過程，降低人員操作技能要求。

針對上述特戰裝備維修保障的現狀和具體要求，為此引入3D打印技術對特戰裝備進行維修保障，實現特戰裝備零部件、維修工具等戰場環境下按需生產，提高戰場保障質效。

二、3D打印技術在軍事領域的應用

3D打印技術又稱增材制造技術，指運用粉末狀可粘合材料，通過逐層添加“自下而上”的一種制造成型技術。它主要包括3D打印數據、打印實物和后處理等三個過程。首先根據計算機三維建模軟件生成數據文件，再利用金屬、塑料或其他材料逐層打印，最后對工件進行強化處理和熱處理等，實現自動、快速、精確的生成零件。3D打印技術以其高柔性、高速性，在軍事裝備設計與制造、裝備維修等多個領域取得令人矚目的成果。

（一）航空航天裝備研制。3D打印在航空航天領域運用最為廣泛，有著很多成功的案例。美國LMT公司生產F-35戰斗機的副翼梁鈦合金零件就是采用3D打印技術來實現，其性能優越，順利達到各項飛行指標的要求。英國皇家空軍1架“旋風”戰斗機試飛成功，其關鍵零部件便使用3D打印技術來制造，如起落架防護裝置、進氣口支架等，制造精度高、性能可靠，而且加工成本低。我國國內也有許多成功的應用，如我國首艘航空母艦“遼寧艦”配備的艦載機—殲-15，其鈦合金主承力部分就是使用了3D打印制造的。我國在研發殲-20、殲-31戰斗機過程中，也采用3D 打印技術制造鈦合金主體承力部件，包括整個起落架等，大幅減輕戰機重量，提高穩定性。

（二）裝備維修保障。3D打印技術對軍事裝備維修保障方式來說是一場顛覆性的革命。阿富汗戰爭期間，美軍兩次向阿富汗部署了3D打印實驗室，利用鋁、塑料、鋼等材料現場生產加工戰損的所需零部件。在美阿拉巴馬州安妮斯頓陸軍基地，美軍利用3D打印技術對損壞的M1坦克燃氣渦輪進行了維修，效果十分理想。近年來，中國海軍開始在驅逐艦上裝備微型加工車間，應用3D打印技術快速修復受損零部件，提高裝備保障效率。在“補給-2015行動”中，西部戰區某部利用戰場搶修車中配置的3D打印機，現場緊急生成了戰損車輛的聯軸器等損傷零件，大大提高了戰場搶修能力。

三、3D打印技術在特戰裝備保障中應用可行性分析

未來戰爭火力猛、進程快、持續時間短，對突擊車、輪式輕型偵察車、火力武器等特種部隊裝備毀傷能力強，戰場搶修要求高，必須在盡量短時間內恢復裝備戰技術性能，否則將貽誤戰機，甚至影響戰爭結局。可以預見，3D打印技術勢必對現代戰爭產生深遠影響。

與傳統模式相比，3D 打印技術具有以下性能優勢：①加工簡單，周期縮短;②節省原料，成本降低;③有利于制造復雜、特殊的產品;④對場地和環境限制要求少，可以實現遠程設計與制造。實際作戰中，特戰裝備由于戰損無法完成預定任務，亟需備件進行維修保障情況經常發生，利用3D打印技術現場生產加工所需備件可有效解決這些問題。3D打印機特別適合以下零部件：①較重要的易損件;②不攜帶的不易損件;③占空比大的零件;④可暫時用其他材料替代的金屬零件;⑤結構可簡化的零件;⑥尺寸可調整的零件;⑦已停止生產的零件。

可見，3D打印的技術特點很好的吻合特種作戰環境下裝備保障方面的要求，不斷發展的3D 打印技術對特戰裝備維修保障是可行的。戰場上，一旦裝備零部件損傷，即可利用便攜電腦和3D打印機將存儲的3D模型數據快速生成零件，不再需要后方保障供給，實現了戰場緊急搶修。

四、3D打印技術在特戰裝備保障中的優勢

隨著計算機技術不斷發展和材料科學不斷突破，以及其他配套技術的不斷進步，3D打印技術在裝備保障領域愈發體現出優勢，應用前景更為廣闊。

（1）補充模式將由“支援投送”向“現場生產”轉變。傳統模式下，短缺戰損的零部件必須依托后方基地前出支援投送。這種保障方式不僅耗時、費力、效率低，甚至還需要作戰兵力提供輸送過程中的安全保護。而3D打印技術正在向小型化、靈活化和多功能化發展，3D打印機完全可以由特戰隊員隨身攜帶或者伴隨任務部隊機動部署。借助3D打印機，可以隨時隨地生產急缺的備件，不僅安全快捷，而且可以實現精確化保障。

（2）儲存模式將由“實物儲存”向“數據儲存”轉變。傳統的裝備器材儲備，是根據作戰類型和作戰任務，對戰時所需的器材進行預測。這種方式占用存儲空間，管理成本高，而且很多長期存儲的器材還會因為保管不善，出現銹蝕、老化等問題。而采用3D打印技術，只要有相關的三維建模數據，任何零部件都會制造出來，能滿足戰時需求，節約了存儲空間，降低了管理成本，保障效率更高。

（3）保障人員將由“專業服務人員”向“設計制造人員”轉變。3D打印技術的應用，未來的特戰裝備保障人員，不再是局限于存儲、輸送等專業服務人員，而是熟練掌握計算機輔助設計、材料學和加工工藝的設計制造人員。根據戰場環境下特戰裝備維修的需要，及時設計和打印制造出合格的零部件。

（4）保障能力將由“應急型”向“質效型”轉變。目前，很多3D打印材料具有低成本、快速、便捷、抗壓等特點，與傳統模式制造出的零件相比，利用3D打印技術產生的零部件在重量、韌度、抗壓力等方面性能更加優越，更能滿足高強度戰爭的需要。

3D 打印技術作為當前的一種新興技術，在軍事裝備領域具有非常廣闊的發展前景。隨著3D打印技術的不斷成熟和特種部隊裝備體系的不斷發展，3D 打印技術必將有效解決我軍特種部隊武器裝備在戰場搶修中存在的諸多問題，在特戰裝備維修保障方面占據越來越重要的地位。

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作者簡介：李業鵬，陸軍特種作戰學院，機電工程系，助教。