SPEE3D冷喷涂增材制造技术国际海军演习中大放异彩

2024年8月19日，南极熊获悉，澳大利亚金属3D打印机制造商SPEE3D宣布成功完成参加环太平洋（RIMPAC）海上军事演习。   

SPEE3D在位于夏威夷卡内奥赫湾的 美国海军陆战队航空站的“三叉戟勇士”号（RIMPAC 的实验部分）中部署了其远征制造单元(EMU)。

该公司利用其冷喷涂增材制造(CSAM) 和后处理技术，用铝和不锈钢 3D 打印出 11 个铸件金属部件。现在将研究这些维修和更换部件的材料特性，以评估 EMU 在有争议的环境中维护国防设备的可行性。  

美国海军是此次演习中增材制造技术的主要采用者。SPEE3D 首席执行官拜伦·肯尼迪(Byron Kennedy) 表示，RIMPAC 是“国防部( DoD) 迄今为止进行的规模最大的分布式先进制造演示”。   

他补充说，美国国防部与该公司的目标一致，即对军队进行 3D 打印培训并实施增材制造。肯尼迪认为，这项技术在 3D 打印“需要时打印关键金属部件以支持现代化和作战准备”方面具有价值。

△SPEE3D的新型远征制造单元 (EMU)，左侧为 SPEE3Dcell，右侧为 XSPEE3D。照片来自 SPEE3D。

2024 年环太平洋军演上的3D 打印

来自29个国家的40艘舰艇、150架飞机、3艘潜艇、14支陆基部队和2.5万名军人参加了此次国际军事演习。据报道，这是世界上规模最大的全球海军演习系列。  

在“三叉戟勇士”演习期间，EMU 由隶属于海军研究生院的美国先进制造研究与教育联盟（CAMRE）的工程师团队进行测试。   

远征制造单元于今年早些时候启动，结合了 SPEE3D 的XSPEE3D冷喷涂 3D 打印机和SPEE3Dcell后处理单元。该集装箱式系统可部署到偏远地区，使军队能够在需要的地方快速生产金属备件。

XSPEE3D 采用冷喷涂 3D 打印技术，又称超音速粒子沉积 (SPD)，能够快速制造大型致密金属部件。该 3D 打印机的打印速度为每分钟 100 克，能够生产尺寸高达 ⌀0.9mx 0.7m 的部件。据报道，这比市场上其他金属 3D 打印机快 100 到 1,000倍。

SPEE3Dcell 是一个设备齐全的移动后处理单元，配备热处理炉、CNC 三轴铣床、工具和测试设备。热处理对于制造军用备件至关重要。它确保 3D 打印组件具有良好的机械性能、强度高且易于加工。     

△XSPEE3D冷喷涂增材制造打印机。照片来自 SPEE3D。

在环太平洋军演上，CAMRE 力图证明3D 打印能够将关键部件的交付时间从几天缩短到几小时，从而确保军事供应链的安全。此外，SPEE3D 还与该联盟合作，探索远征环境中 3D 打印的最佳实践。

CAMRE 团队成功利用 EMU 为陆军、海军、空军、海军陆战队和海岸警卫队 3D 打印了 11 个铸造等效替换部件。

迈克尔·拉迪根中校是海军陆战队创新部门的成员，也是美国政府三叉戟勇士 24 号 CAMRE 团队的负责人。他表示，CAMRE“促进了最新的先进制造技术投入运营，并找到了释放更多能力的方法。”

除了 EMU，美国海军还在 2024 年环太平洋军演上采用了Snowbird Technologies的SAMM Tech 混合 DED 制造系统。这款集装箱式 3D 打印机将Meltio 的金属线定向能量沉积 (DED) 技术与FANUC控制的 CNC 系统相结合。因此，金属零件可以在同一台机器上进行 3D 打印、铣削和精加工。 演习期间，混合制造平台被安装在圣安东尼奥级两栖船坞运输舰萨默塞特号（LPD-25）上。

△CAMRE团队在 RIMPAC 演习中使用 XSPEE3D 3D 打印机。照片来自海军研究生院。

增材制造增强了作战能力

世界各地的军队越来越多地利用增材管理来提高关键作战装备的可用性  

事实上，RIMPAC 2024 并不是美国国防部首次采用增材制造技术。今年早些时候，美国海军与火箭发动机制造商Ursa Major签订了合同，为其标准导弹 (SM) 项目设计、制造和热火测试3D 打印固体火箭发动机(SRM) 原型。  

该公司正在利用其增材制造技术 Lynx 开发新一代 SRM，以优化可制造性和可靠性。希望这将使美国能够满足对 SRM 日益增长的需求，因为它正在补充国内库存并支持乌克兰正在进行的战争努力。      

此外，英国陆军首次在战场上采用3D 打印技术打印备件。在“坚定卫士”演习中，英国陆军使用了金属和聚合物 3D 打印机，这是北约自冷战以来规模最大的军事演习。

皇家电气和机械工程师团第 9 战区支援营 (9 REME) 利用 3D 打印机更换路虎等旧车损坏或丢失的部件。这些部件包括油桶、通信系统支架和发动机舱内的支架。   

在金属方面，英国陆军采用了去年购买的 XSPEE3D 装置。还使用了一台未命名的 FDM 3D 打印机，即“聚合物制造空间系统”。它被放置在卡车后面，以便将其运送到需要的地方。