高精度新型3D打印钨合金穿甲弹，穿透力提升15%，塑造穿甲“新动能”

南极熊导读：随着3D打印技术的快速发展，这项技术在国防制造领域的潜力正不断被挖掘。目前已有军工行业开始关注3D打印技术是否能为钨合金穿甲弹带来革命性的变革。从技术角度看，3D打印不仅能优化弹芯结构、提升穿甲性能，还能降低重量、增强定制化能力。然而，工艺成熟度和材料成本等问题也带来了新的挑战。

2025年3月25日，南极熊获悉，在今年上半年的MILAM2025展会期间，美国材料和制造技术开发商HAMR Industrie和Freemelt联手展示了它们在钨增材制造领域取得的最新进展，亮点之一是利用Freemelt One电子束粉末床熔合（EB-PBF）系统直接制造的高精度钨合金穿甲弹。

△这些3D打印钨合金穿甲弹是在位于Neighborhood 91园区的 Freemelt One EB-PBF系统制造出来的

3D打印为穿甲带来新思路

穿甲弹是坦克和其它装甲战斗车辆的主要弹药类型，依靠弹丸的强大动能穿透目标，因此被视为地面装甲车辆的“克星”。钨因极高的熔点、密度和高温硬度，成为制造穿甲弹的理想材料之一。目前，钨合金穿甲弹凭借高密度和卓越的穿甲能力被广泛采用，弹芯多由纯钨或钨合金制成。

然而，钨的优异性能也带来了制造难题。高熔点和脆性使传统加工工艺难以高效生产，且温度变化易导致脆性断裂，造成制造门槛高、成本昂贵。随着3D打印技术的发展，特别是电子束粉末床熔融技术的应用，为钨以及合金的高效、精密加工提供了新思路。

EB-PBF技术在真空环境下，以高能电子束为热源，将金属粉末逐层熔化成型。与传统激光束粉末床熔合（LB-PBF）工艺相比，电子束粉末床熔合可在1000°C以上高温下运行，显著降低裂纹风险，实现高致密度、无裂纹的钨部件制造。这两家3D打印公司通过持续优化eMelt系统和Pixelmelt®点熔化软件，进一步提升了钨合金穿甲弹生产效率和部件质量。

△Freemelt One EB-PBF增材制造系统

EB-PBF创新与钨增材制造优化

钨作为Freemelt材料产品线的核心，与钛和铜共同构成了公司关键材料组合。同时，得益于电子束粉末床熔合技术，这家公司能够加工出高密度、无裂纹的纯钨微结构。区别于早期主要采用的线性熔化策略，公司现正探索基于Pixelmelt®专有软件的点熔化方法，以提升光束功率利用率和生产效率。此外，Freemelt自研的电子束源采用激光加热阴极的二极管结构，可在0–6 kW范围内保持稳定束斑质量，突破了传统系统在高功率下束斑质量下降的技术瓶颈。

采用这种3D打印技术制造的钨合金穿甲弹，不仅重量较传统钨合金穿甲弹降低15%，而且弹芯的质量分布得到优化，可降低飞行阻力。测试表明，这种3D打印钨合金穿甲弹在2000米/秒的初速下，穿透均质钢装甲的厚度比传统穿甲弹提升15%，且弹芯残骸的完整率提高近3成。

△采用电子束粉末床熔融3D打印的钨合金穿甲弹

3D打印穿甲性能更突出

现代战场上，主战坦克的复合装甲、反应装甲及主动防御系统给穿甲弹作战增加了难度。在高速冲击场景下，穿甲弹需要在极短的时间内集中动能，突破多层防护并保持结构完整，因此，3D打印钨合金穿甲弹的性能优势在此场景下表现得尤为突出。

●杀伤力提升：钨合金具备比钢高三倍的密度特性，这使得相同体积下，钨合金弹头具有更重的质量和更高的动能。3D打印技术的应用进一步增强了钨合金穿甲弹的性能，通过改进弹芯的内部构造，硬度提高了约30%，并且具备更出色的抗断裂能力。这样的设计确保了在高速撞击时，弹头能够保持稳定，有效穿透多层装甲。实际靶场测试表明，在相同的射击条件下，3D打印制造的钨合金穿甲弹在2000米距离内击穿650毫米厚的均质钢装甲后，飞行速度较传统穿甲弹快约10%。此外，穿透后的弹片分布更集中，对目标的二次破坏效果更为显著。

●抗高温与抗变形：在高速撞击的极端环境下，穿甲弹的头部温度可飙升至数千度，足以熔化多数金属。测试表明，在高速撞击条件下，3D打印的钨合金穿甲弹头部变形量能够控制在1毫米以内，而传统钨合金穿甲弹的变形量通常在3到5毫米之间。较小的变形量意味着更高的穿透稳定性，使得3D打印钨合金穿甲弹能够更有效地连续穿透三层间隔装甲，满足复杂战场条件下的战术需求。

●侵彻性更强：现代复合装甲通常采用“软—硬—软”多层结构，传统的钨合金穿甲弹易在中间层被“卡死”。然而，3D打印技术的钨合金穿甲弹通过自身独特的弹头前端“自锐”特性，在遭遇目标时能够去除钝化边缘，维持尖锐的尖端形态，从而有效避免在复合装甲的中间软层中发生“卡死”现象。此外，3D打印穿甲弹体内的空腔结构有助于分散冲击波，防止能量过分集中，这有助于减少弹体在穿透过程中的断裂风险。这样的设计提升了穿甲弹对复合装甲的穿透力，并且降低了“跳弹”的概率。

总的来说，随着3D打印技术的不断进步和完善，以及创新材料和工艺的持续涌现，钨合金3D打印穿甲弹预计不久将从实验室转移到实战环境中，成为突破敌方装甲的利器。此外，3D打印技术预期将在航天器制造、军事后勤支持等众多领域得到广泛应用，显著推动智能化军事装备的生产。