15个3D打印国防军事应用案例

南极熊导读，毫无疑问，3D打印技术在国防军工领域已有广泛应用，包括海事、航空航天和陆军装备。随着该技术发展，也越来越多地被国防领域重视。事实上，预计到2027年，军用3D打印行业的价值将达到17亿美元（约114亿人民币） 。考虑全球关于军工装备都在研发轻量化，更快的制作速度和更低的成本为核心方向。南极熊根据国外现有的应用和预研项目进行盘点。以下为具体介绍，排名不分先后。

△美国研发现阶段最大3D打印机计划

最大的金属3D打印机
美国军方对3D打印技术的好处深信不疑，去年，他们甚至宣布将建造世界上最大的金属3D打印机。美国DEVCOM陆军地面车辆系统中心，通过联合ASTRO、英格索尔机床公司、西门子和岩岛兵工厂、MELD公司的帮助下，合力建造这台打印机。
就在2022年7月29日，南极熊了解到，英格索兰在它的新工厂揭幕仪式中，展示了为美国陆军制造的两台增材制造机器中，较大的一台被称为MasterPrint Metal。它使用的摩擦搅拌焊接金属沉积系统，是由Meld Manufacturing公司开发的。

完成后的打印机，将作为无接头车体项目的一部分，它的最终任务是为作战车辆打印单片（一体）车体。该项目预计需要14个月的时间，最终该打印机将能够按需打印印30 x 20 x 12英尺的金属部件（约9X6X3.6米）。虽然我们最近没有这方面的详细信息，但南极熊会持续关注该项目的发展。

△3D打印的跑道计划

3D打印的跑道
军事和国防领域的另一个应用来自ITAMCO（印第安纳技术和制造公司），该公司利用增材制造技术开发了一种用于军事远征机场的跑道。这些跑道垫是远征机场（EAF）的一个重要组成部分。它们的功能是在较弱的地面上实施，使军用飞机能够降落和起飞。在此之前，使用的是由铝板制成的便携式跑道，但由于它已经过时，军队需要找到一个创新的解决方案。德国EOS公司的M290 3D打印机，被用来为美国空军的军事装备创造一个更轻、更耐用的跑道。

△军用吊舱

ExOne和它的军用吊舱
以加速开发坚固耐用的3D打印工厂吊舱为目标。具体来说，它涉及国防后勤局（DLA）价值160万美元的合同。ExOne公司的Binderjet技术被用于军事用途，因为它的速度、材料的灵活性和易用性能够最好地满足军队的关键需求。据称，这台专门为军方设计的3D打印机能够对20多种金属、陶瓷和其他粉末材料进行粘合剂喷射打印。此外，还有其它功能深受美军方肯定。

△拆卸方向盘的夹具

美海军的3D打印工具
该国海军部门，也在充分利用3D打印技术的优势。它们发现，利用3D打印提高现役装备维护工作效率。具体来说，这涉及到海军陆战队系统司令部与供应营和行业伙伴合作，例如，生产用于拆卸方向盘的3D打印夹具。这是海军车辆维修中经常需要解决的问题！该技术可以减少了维修时间和缩减工作流程。

△WE43镁合金

与南佛罗里达大学合作
美国军队除了经常与各大公司合作以外，还广泛与大学和高校合作。最近，佛罗里达大学的科学家们成功地3D打印了一种镁合金，称为WE43。研究人员转向研发这种材料并不是巧合。目的，为了减轻现有美国大兵所携带的装备重量（为了携带更多的弹药和武器），在WE43和粉末激光融合工艺的帮助下，它们可能已经找到了解决方案。

△3D打印螺旋桨项目

3D打印船的螺旋桨  
法国公司Naval Group一直在使用3D打印来满足各种需求。2021年，得益于增材制造，更具体地说，得益于WAAM（Wire Arc Additive Manufacturing）工艺，Naval Group已经3D打印了螺旋桨。该螺旋桨由五个200公斤的叶片组成，然后被安装到一艘探雷船上。该项目背后的团队解释说，通过使用该技术，他们大大减少了施工时间，并最大限度地减少了使用的材料数量（降低成本）。

△直升机尾翼

西班牙空军与3D打印
该技术在制造的零件中提供了硬度、强度和亮度的特性。由于内部纤维增强，已经开发出各种工具和最终零件，能够承受非常高的应力，并且设计出可以在严苛环境中使用的特种部件。

西班牙空军直升机车间负责人表示，如今，对于每个零件的要求，能采用3D打印的，尽量用该技术，而最后才考虑传统制作方式。例如，直升机起落架的泄漏控制测量工具，或直升机主旋翼的定制钥匙等。

△General Lattice的3D打印头盔

General Lattice为美国陆军设计的头盔
该公司是一家三维设计软件公司，通过3D打印和结构设计来改善陆军战斗头盔的抗冲击性。为了这个项目，该公司开发了一套预测性建模工具，用于设计和生成头盔的材料。从而可以改善士兵在战场上的防护能力，以及提高头部遭到撞击后的生存性，3D打印材料将在真实环境中进行测试，以验证，发展指挥部士兵中心的性能要求。

△视频：澳大利亚陆军利用金属增材制造，为一辆装甲车设计了十几个备件

装甲车备件
澳大利亚陆军利用金属增材制造，特别是SPEE3D开发的解决方案，为一辆装甲车设计了十几个备件。这些零件已经过测试，并通过了野外使用认证，提高了澳大利亚陆军的后勤保障灵活性。

这些打印部件包括，例如，仅用29分钟3D打印一个轮罩，总体成本为100澳元（约83元人民币）。此案例中使用的机器是WarpSPEE3D，它的打印量为1000 x 700毫米，速度为每分钟1公斤。通过3D打印技术，军队能够减少其装甲车的停工时间，从而更好地应对紧急情况。

△美国海军一直在投资3D打印技术，并且是同时开展

美国海军与增材制造
多年来，美国海军一直在开展多个该技术的研发项目。其目的是，提高远洋执行任务中，设备维护的效率，特别是在制造备件时。这就是为什么海军研究生院（NPS）投资了施乐公司的ElemX金属机器。它用它来设计潜艇和舰艇的备件，以及工具。这使海军可以获得更短的供应链，并制造定制部件。

NPS并不是唯一一个在海事领域推出3D打印项目的公司。事实上，MatterHackers公司已经与美国海军签订了为期5年的合同，为该国海军提供所需要的所有3D设备，以及培训课程和维护。该公司帮助海军部署Ultimaker S5 3D打印机，来设计定制部件和其他应用。

△3D打印炸药，将更安全

未来能量学项目
来自英国的未来能量学项目在研究、炸药测试、新型能量学制造、爆炸建模、化学合成、热特性和危险测试等领域开展工作。该项目的目标是，创造新的高能材料和诊断方法来验证新材料。

3D打印将被用于开发新的爆炸物配方。这为潜在的用户提供了许多好处，包括减少储存和运输成本以及提高性能。炸药可以根据要求精确定制，并以新颖和复杂的设计制造，这在以前是无法想象的。制造过程使用LabRAM共振声学混合器，它使用声能而不是物理叶片来混合材料，使过程更加安全。目前，该3D打印项目目前仍处于测试阶段。

△美国正在开展无关节车体项目

美国ASTRO公司与3D打印，战车车体
应用科学与技术研究组织，也被称为ASTRO America，已被美国陆军选中参与无关节车体项目。这个项目得到了美国国防部制造创新受益研究所的支持，是利用3D打印技术开发和提供战斗车辆车体的一部分。他们希望减少制造时间，降低生产成本，同时减轻车辆的重量，提高其性能和生存能力。

△位于德克萨斯州巴斯特罗普的Camp Swift训练营房

3D建筑公司ICON与营房
在这个特殊的项目中，该公司与德克萨斯州军事部门、Logan建筑公司和Fort Structures公司合作，创造了北美最大的3D打印营房。使用ICON公司的Vulcan建筑系统（这是一个由平板电脑操作的机器人打印机，与水泥基材料一起工作），公司和军方的合作成功地建造了第一个供士兵居住的3D打印营房。最终的建筑面积约为3800平方英尺，能够同时容纳72名士兵。

△3D打印船体概念图

3D打印的潜艇船体
多年来，美国国防部已将3D打印技术广泛应用于航空航天，以及地面和海洋。最新消息，它们正在研究该技术用于深海。在这项新的努力中，橡树岭国家实验室（ORNL）与美国海军的颠覆性技术实验室合作，共同创建一个3D打印的潜艇船体，这在军事历史上是第一次。

通过使用ORNL的FDM大面积增材制造（BAAM）技术，该团队生产了一个30英尺长（约9.1米）的概念船体，有6个碳纤维复合材料部分，其生产速度和成本都比使用传统的制造方法要高。虽然目前仍在测试中，但有迹象表明，很快会有更多的3D打印潜艇潜入海洋。

熊友们还知道哪些3D打印在国防军工上的应用吗，欢迎下方留言讨论。