近年來，隨著3D打印技術(shù)（又稱增材制造技術(shù)）的突飛猛進(jìn)，它在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)廣泛。據(jù)美國媒體最新報道，目前美軍廣泛使用3D打印技術(shù)制造武器裝備零部件，搭建防護(hù)掩體和營房等，其應(yīng)用范圍覆蓋陸海空三軍及國民警衛(wèi)隊等。
提升零部件制造效率
報道稱，美國陸軍最近聯(lián)合一家科技公司，在密歇根州設(shè)立“增材制造商業(yè)化中心”。該中心配備的3D打印設(shè)備，能夠制造鋁制部件和工具。美陸軍人員表示，設(shè)立這一中心的目的，是利用新的設(shè)計和制造方法為軍隊生產(chǎn)產(chǎn)品。該中心在初始階段主要為通用動力公司及其他汽車制造商生產(chǎn)零部件模具，未來發(fā)展目標(biāo)是在戰(zhàn)場上制造核心零部件。目前，美陸軍研究實驗室還在開發(fā)更加環(huán)保的3D打印技術(shù)，將利用戰(zhàn)場上廢棄的塑料垃圾，如水瓶和牛奶瓶等，提取用于3D打印的原材料。
相比之下，美海軍更傾向于在艦艇上安裝測試3D打印設(shè)備。在去年7月的“環(huán)太平洋”演習(xí)期間，美海軍“埃塞克斯”號兩棲攻擊艦就使用3D打印設(shè)備，為損壞或丟失的零部件制造替代品，以減少等待后勤配送的時間。去年11月，美海軍還在“巴丹”號兩棲攻擊艦上安裝多款3D打印設(shè)備，可以打印包括金屬、聚合物等不同材質(zhì)的零部件，主要是旋鈕和開關(guān)等。2020年，美海軍曾利用3D打印技術(shù)耗時4周制造了一艘微型潛艇，而傳統(tǒng)制造方法需要耗時約5個月。
2020年，美空軍為其F-22戰(zhàn)斗機(jī)3D打印了一個鈦合金零部件。這個零部件位于座艙內(nèi)，體積較小，原本由鋁材料制成，改用鈦合金材料后，具有抗腐蝕的特性。此外，美空軍還用3D打印技術(shù)制造渦扇發(fā)動機(jī)的金屬零部件，用于E-3預(yù)警機(jī)和B-52H戰(zhàn)略轟炸機(jī)的日常維護(hù)。
快速搭建營房設(shè)施
在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，美軍多次利用3D打印技術(shù)建造營房設(shè)施。據(jù)美國媒體披露，2018年，美海軍陸戰(zhàn)隊系統(tǒng)司令部曾使用混凝土3D打印技術(shù)，耗時40小時完成46平方米的營房建造。整個建造過程只需4人監(jiān)督機(jī)器的運行，并補充建筑材料。如果使用木材建造同樣面積的營房，需要10人工作5天。
2022年，美國防部與私營企業(yè)合作，通過3D打印建造了3座臨時訓(xùn)練營房，每座營房面積超過529平方米，成為西半球最大的3D打印建筑。這些營房也是首批符合美國防部發(fā)布的混凝土設(shè)施統(tǒng)一施工標(biāo)準(zhǔn)的3D打印建筑。2023年，美國民警衛(wèi)隊借助3D打印技術(shù)，建造了一座面積超過464平方米、可容納72人的營房，建造成本約為傳統(tǒng)營房的70%。
此外，美海軍陸戰(zhàn)隊此前測試了一款快干混凝土3D打印設(shè)備，它能在36小時內(nèi)建造用于容納“海馬斯”火箭炮系統(tǒng)的混凝土掩體。這種掩體能在多種地形條件下使用，以保護(hù)人員、車輛和物資免受惡劣天氣的影響。
推廣應(yīng)用面臨阻礙
美國媒體稱，美國防部和美軍各軍種對3D打印技術(shù)的發(fā)展前景充滿期待。然而，美軍推廣使用3D打印技術(shù)，仍面臨不小的阻礙。
一方面，某些零部件的3D打印技術(shù)認(rèn)證耗時較長。由于武器裝備的關(guān)鍵零部件需要具備特殊性能，或?qū)囟取毫τ袠O高要求，其制造技術(shù)需要經(jīng)歷漫長的認(rèn)證過程。比如，一枚導(dǎo)彈的某些零部件需要承受極端的應(yīng)力和溫度，對其新的制造技術(shù)進(jìn)行認(rèn)證，可能需要數(shù)年或數(shù)十年時間。這將阻礙3D打印技術(shù)的推廣使用。
另一方面，3D打印技術(shù)制造的零部件，可能涉及知識產(chǎn)權(quán)問題。軍工企業(yè)除通過出售武器裝備獲利外，售賣零部件也是其重要的收入來源。美空軍表示，為一架運輸機(jī)采購馬桶座圈，需要向制造商支付1萬美元，而3D打印同樣的零部件成本僅需300美元。不過，美軍通過3D打印制造一些關(guān)鍵零部件時，可能面臨軍工企業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)訴訟，畢竟這將大大壓縮軍工企業(yè)的利潤空間。（李享 王大瑋）