盘点：2017年军事3D打印大事件

3D打印技术目前已被广泛用于汽车、航空航天、医疗、日用消费品等行业。不过你知道吗？其实在我们普通人不太关注的军事方面，它的用途也在日益增多。下面，南极熊就为您盘点下2017年的十大3D打印军事应用。

1、美军开发出按需制造系统ODSUAS，可在24小时内3D打印出无人机

1月，美国陆军研究实验室（ARL）宣布开发出了一种“按需小型无人机制造系统”（ODSUAS）。它由专门的软件和3D打印机组成，据说在短短24小时内就能完成无人机从设计到制造的整个流程。

ARL认为，无人机在战场上可以有很多种用途，比如监视敌军动向，帮助己方通讯，以及快速运送军需品。但战场环境瞬息万变，要想让无人机及时发挥作用就必须能将其快速制造出来。而这正是他们研制ODSUAS的原因。

实际上在2016年12月初，ARL就已经在班宁堡（美国陆军训练基地）用ODSUAS系统制造出了一架无人机并对其进行了飞行测试。而这些无人机表现也是相当给力，飞行速度最高达到了55英里/小时。当然，它们也存在着一些问题，比如噪声较大、飞行距离较短、负载能力较低等，而这正是ARL接下来打算解决的。


2、Sciaky宣布将为ISE无人驾驶潜艇3D打印金属零部件

2月，知名美国金属3D打印公司Sciaky对外发布消息称，将为国际潜艇工程（ISE）公司的AUV潜艇提供3D打印的金属部件。此举不但将提高Sciaky在3D打印界中的地位，而且会令其成为目前唯一涉足陆地、海洋、空中和空间4大领域的金属3D打印企业。

ISE是一家国际公认的工程公司，主要业务是设计和集成式自主远程操作。目前，他们已经将向Sciaky订购的3D打印部件（钛压载舱，作用是提供稳定性）成功安装到了北极探索者AUV潜艇上。而这艘潜艇有望很快交付给塔斯马尼亚大学，然后进行测试，最终部署到南极洲。

这个钛压载舱是Sciaky使用其电子束熔融3D打印机（上图）制造的，不但性能可与传统压载舱媲美，而且制造时间大为缩短（原先16周，现在仅需8周），成本也明显降低。


3、3D打印榴弹发射器RAMBO成功通过美国陆军的测试

3月，美国陆军装备研究开发与工程中心对3D打印的榴弹发射器RAMBO（意思是快速增材制造的弹道武器）进行了15次测试性发射，结果都非常成功。而这为就为3D打印武器新时代的到来铺平了道路。

除了弹簧和紧固件，RAMBO的其它部件都通过DMLS（直接金属激光烧结）技术3D打印的。虽然其铝质接收器和枪管在打印后需要一些处理（二者的打印时间约为70小时，后处理花了5个小时），但其整个制造过程仍然比传统方法快得多。以这种速度，军方最快在几小时内就能完成对武器的修理和改进。而除了RAMBO本身，研究人员还尝试3D打印了它的弹药（壳体）和一个M781 40毫米的训练轮。

值得一提的是，打印RAMBO部件的金属粉末价格为100美元/镑。不过，考虑到3D打印几乎不会材料浪费，又只需要很少的人工干预，美军并缺钱，以及项目的目的并不是检验3D打印用于制造武器是否可以为军方省钱或节约资源，而是探索军方是否可以用3D打印技术制造武器和弹药，以及这些产品如果能早出来是否可以正常使用，这样的价格并不算高。

3D打印的RAMBO及其弹药其实在2016年的美国国防制造会议上就面试了。虽然很快将其分配给士兵使用不太可能，但项目本身的成功仍给3D打印技术未来广泛用于国防带来了希望。


4、欧洲防务局开始探索3D打印的军事应用

4月，欧洲防务局宣布已经开始对3D打印的新研究，从而评估这一技术能否推动防务领域的发展。该机构已经与普罗丁科技基金会及欧洲导弹集团达成合作，预计2017年年底发布相关研究报告。

普罗丁科技基金会和欧洲导弹集团接到任务，对欧洲防务局在3D打印领域尤为关注的三个方面进行评估，包括在利用该技术进行制造时可能的用法和限制，在军事部署时使用3D打印技术的可行性，以及作为宣传活动的一部分制定3D打印展示计划。3D打印可以为制造商创造许多潜在机会，虽然这种技术因其性质迥然不同而在某种程度上推迟了广泛应用。


5、美国海军陆战队首次在冲突地区使用3D打印无人机

6月，美国海军陆战队首次在某冲突地区的作战行动中使用了3D打印的无人机。它名叫Nibbler，是一款被设计用于收集情报的小型机，结构十分简单，所以使用一些基本的预制部件（如电机和电池）和一台3D打印机就能迅速制造出来，而这正是它与美军其它无人机的最大不同。

值得一提的是，Nibbler只是美军能够用3D打印制造的军事装备之一。事实上，海军陆战队正在建设4座新的3D打印实验室，并且已经将另外25个制造单元部署到了美国和一些海外地区。而军队的其它部门，如海军舰队准备中心，也正在研究3D打印的应用，特别是在制造备用零部件方面。


6、美国橡树岭国家实验室（ORNL）为美军3D打印30英尺长（9.144米）潜艇船体

7月，美国橡树岭国家实验室（ORNL）与美国海军颠覆性技术实验室（Disruptive Technology Lab）合作，利用ORNL与辛辛那提公司联合研制的巨型FDM 3D打印机BAAM制造出了美军的第一个3D打印潜艇船体（长30英尺，主材料是碳纤维）。

建造潜艇非常烧钱，所以，美国海军一直在寻找能降低成本的方法。而这次采用3D打印技术就取得了成功，不但将成本降低了90％，而且大大缩短了制造时间（从设计到制造再到组装完成一共只用了4周，原先需要3-5个月）。

值得一提的是，这个3D打印的船体是美国海军现有的最大3D打印资产。另外，它只是个样品，不会接受真正的下水测试。但军方已经准备好以同样的方法建造第2个功能性原型了。而这个新的才会首次接受下水测试（预计2019年建成）。

7、美国陆军开发出快速3D打印设备，用于战场快速制造损坏军械零部件

7月，美国陆军的武器研究发展与工程中心（ARDEC）展示了一种名为“R-FAB（快速制造）”的3D打印套件，据说能帮助士兵搞定“在战场上设备零部件损坏却无法得到及时补充”这个老大难问题。

R-FAB由一台3D打印机、相应的软件和工具，以及一个获批的设计文件的数据库组成，现已开始接受测试。有了它，士兵就能在作战现场制造出需要的装备零部件或工具，用它们充当临时解决方案，直到得到正式的后勤支援。更棒的是，士兵甚至能使用它直接为战场中出现的问题提出新的解决方案。而工程师认为，这可以有效鼓励必要的创新，从而帮助军队实现战场上的进化。

“士兵们可以为一个连他们的长官都不明白的问题设计解决方案。而在等待该方案获得合格认可的同时，适当级别的军官甚至可以冒险采用这个方案。比如某个士兵设计并3D打印出了一个机械零件。它虽然很可能没有正式零件质量好，但至少能让士兵完成下一个任务。”相关的美军负责人Jeremy Pinson介绍说。


8、美军3D打印出迄今最小军用无人机，仅重6.5克

7月，美军披露了其采用3D打印技术研制的迄今为止最小的军用无人机 — CICADA（意思是近距离隐蔽型自主无人机）。它整个机身都是3D打印的，安装有多种传感器和自动控制系统，主要功能是监视。实际使用时，它会由大型运输机携带到指定地点，然后被集群投放。

美军表示，采用3D打印技术可以有效加快CICADA的生产时间。而由于结构简单（仅由机身、机翼、电路板等电子元件组成），这种无人机未来还可以完全用机器人组装，让军方能更加高效并且经济地完成部署任务。

事实上据南极熊了解，早在6年前，CICADA的研发工作就由美军的海军研究实验室开始了。而在不久之前的4月，这种无人机的最新原型机Mk5已经在马里兰州的海空航展上亮相。另外值得一提的是，最新的运送系统已经可以最多同时释放32架Mk5了。

每架Mk5仅重6.5克，被运输机释放后能以1000英尺（304.8米）/分钟的速度下降，滑翔比约为3.5（意味着下降过程会很稳定）。而在未来，它还能从更高的位置释放。

实际工作时，CICADA机群可以连接成一个自组织、自配置的网络，从而一种可编程的几何图案构成通信节点、传感器或致动器以，而不必直接飞跃地方领土或者被发现。


9、美军展示3D打印军营，建造更快、更灵活、更经济

8月，美国陆军展示了其3D打印军事设施研究项目ACES的初步成果 — B-Hut军营。它占地面积512平方英尺（约47.5平方米），是由伊利诺斯州尚佩恩市的建筑工程研究实验室（CERL）用混凝土3D打印的，与传统的应急用胶合板建筑相比更结实，而且能节省一半的材料消耗和62%的人力投入。

“ACES有能力建造各种造型的建筑，并且可以就地取材，”CERL ACES的项目经理Michael Case博士说，“有了它，军队就可以方便地建造军营和其它必要的军用基础设施了，如障碍物、暗沟和路障。”


10、美军成功3D打印爆炸物

10月，美国国防部通过博客透露了一条值得注意的消息：美国海军陆战队的一个部门已经开始3D打印并测试小型爆炸物了。项目虽然刚刚开始，但已经取得了不错的效果。这就意味着，3D打印技术或许很快就会改变设计和制造炸弹的方式。

这项研究虽然并没有多么高大上，只是打印爆炸物的外壳，比如上图中这枚手雷，而且采用的是最普及的FDM技术，但依然是有意义的，有望帮助军方有效解决在战场就地快速制造爆炸类武器的难题。

对此，美军爆炸军械处理小组负责人Jared Green中士评论说，3D打印技术带来的最大好处就是能明显缩短制造时间。现在，他的团队只需24小时就能打印出爆炸物然后将其组装完成。

值得一提的是，虽然以上这些案例均源自外国，但其实，我国在3D打印的军事应用方面也已经进行了不少探索，并且取得了相当不错的成绩。

中航工业的资料显示，从2001年起，我国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。歼-15的总设计师孙聪也曾透露，钛合金和M100钢的3D打印技术已广泛用于新机设计试制过程。其中于2012年10月至11月首飞成功的机型，广泛使用了3D打印技术制造钛合金主承力部分，包括整个前起落架。此外，相关技术还广泛用于中国的C919大飞机的制造，包括其中央翼根肋。目前，我国成为世界上继美国之后第二个掌握飞机钛合金结构件激光快速成型技术的国家。

此前，中国军方媒体还曾披露，哈尔滨舰赴亚丁湾执行护航任务时，战舰柴油机上一根重达25公斤的轴承断裂，导致主机突然无法启动。为修复主机，舰员自己动手照着图纸加工了一根“与原件相似的轴承”。而有了3D打印技术，可以快速修复或者制造非常复杂的精密零件，不仅不会把装备后送，而且维修后的效果不比后方工厂差。