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钱不够花怎么办?美军研发省钱神器:3D坦克,3D潜艇!

2018-11-21 来源: 周郎 原文链接 评论0条

我们都知道前段时间北约“三叉戟2018”军演状况不断,可是再多的困难险阻都没有让北约停下脚步。

这就要归功于“秘密武器”——3D打印!

3D打印一个既熟悉又陌生的词。它是一种快速成型的技术,一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

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(图截:Redshift)

而它的适用范围可谓相当广泛,小到私人订制,大到航天科技,3D打印技术都烙上自己的印记。

3D打印技术发源于上世纪八九十年代,1986年美国科学家Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机,1993年麻省理工学院拿到了3D打印的专利,并在两年后授权给ZCorp公司,开始了3D打印技术商业化的历程。在2010年11月,美国Jim Kor团队打造出世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee,让3D打印技术正式进入大众视野。

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(动图截:YouTube/Science Channel)

3D打印技术从工业逐渐扩展到其它领域,2012年11月,苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织,开启了3D打印在医疗领域的大门。

连人体肝脏细胞都可以打印,有很多网友就开始奇思妙想,3D打印还能打印点啥?

同年,美国有个叫“分布式防御组织”的团体,在网络上公开了自己的想法和计划,要设计一款实用型塑料枪,只要你拥有3D打印机就可以下载它们的图纸,进行打印,甚至生产。

该组织还设计了一种可以3D打印出来的650发AR-15型来福下机匣和30发M16弹匣。他们的手枪在次年生产成功网站上架后,就被当时的美国政府要求下架。

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3D手枪示意图

(图截:All 3DP)

当时美国“封禁”了民间“探索”3D打印技术在军事领域的应用,但这个灵感却被军方好好的抓住。

3D打印技术与军事的强强联手

3D打印技术在军事领域也是被运用的淋漓尽致。不管是前沿科技还是武器装备都有它的身影,甚至是后勤运输,也沾了它的光。

从2012年投入3D打印技术开始,短短两年,美国三军就砸下大笔金额,并迅速推广到前沿“战场”。

最初阶段的目标是要提升小型武器的攻击力,例如利用3D打印技术生产更换其关键零件,提升手枪火力;简化防御类柔性武器的设计,例如要减轻战士头盔的重量,并且丰富其功能性。

而在此基础上不同军种又衍生了自己的特色要求。

2014年,美军开始想要利用3D打印技术生产出导弹弹头,并且希望它能够满足定点定量爆炸,从而最有效地摧毁敌方目标。

这个定点定量爆炸就是指特定大小的爆炸碎片能够朝指定方向崩射,传统的弹头的加工方式限制了弹头的形状,使其达不到要求,现在有了3D打印,弹头的的设计可以更为灵活,一切都有了可能。

而这种导弹精确度会更高,可以精确打击目标,并且减少对周围其它人士的伤害。

另外陆军也开始利用3D打印技术生产微型炸弹的外壳和榴弹发射器R.A.M.B.O,经试验其效果非常理想。

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(图源:美国陆军)

美国橡树岭国家实验室也根据美国海豹部队的要求,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),预计在明年正式下水。

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(图源:ORNL)

未来战场上会有更多无人武器的投入使用。去年1月,美国陆军研究实验室(ARL)宣布他们已经开发出了一种“按需小型无人机制造系统”(ODSUAS)。

这个系统专门用来打印,组装无人机,并且所有流程都可以在24小时之内完成。这个系统满足了未来战争中对信息全方位快速收集的需求,并且代替了前线信息兵,24小时全天候及时反馈信息。

而目前阶段3D打印更多的利用在武器、军舰、战斗机的零部件生产中。

这次北约军演中,坦克相撞,最后就是利用3D打印技术尽快修复。

后勤方面,美国建筑实验室的ACES项目已经利用3D打印技术成功建立新型混凝土的军营小屋。该系统在多种天气条件下运行良好,只需花费21.5小时即可建成可容纳20名士兵的军营小屋。

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(图截:美国陆军工程师研究与发展中心/Mike Jazdyk)

在该系统投入战地使用前还会进行升级,使其可以在恶劣天气下也能快速工作。

为何美军如此钟情3D打印

当你看到美军这么全方位的开发3D打印技术,你心里一定有了疑问,这到底是为什么?

其中最重要的两个原因就是快速便捷和经济实惠。

快速便捷

我们在前文的描述中就已经很好的展露了这一点。24小时就可以完成所有的无人机组装流程,一天不到的时间就可以建好军营······

3D打印技术无需机械加工任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而大幅缩短生产周期,又能生产出传统技术无法制造的外形。

另外武器、军舰、战斗机等的维修,在情况紧急下,只有快速解决问题,才能将负面影响降到最低。例如“三叉戟2018”军演过程中出了问题,如果有等到传统元件运过来,黄花菜都凉了,可是有了3D打印,在很短时间内就能“生龙活虎”,满足快速战时补给。

经济实惠

而之所以3D打印能省钱,是因为它避免了传统技艺切割、磨损等损失,直接从设计图纸到实物省掉很多工序。

我们就拿前文提到的3D潜艇来算,传统方法建造一艘小型潜艇需要60万-80万美元,而3D打印潜艇不要80万、不要60万、只要6万美元!是原成本的10%,简直心动价!

在舰艇建造修护中,3.5千克用碳纤维增强的3D打印ABS就能取代了25千克钢。

哭穷哭习惯了的美军,一个多快好省的“帮手”出现,怎么可能不爱呢?更何况军费削减在即,2020年的7000亿上限已经公布,美军要不到钱,那就自己多省省吧!

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(图截:US Army)

而接下来美军不论是从经济实惠,快速补给的角度还是创新实用的角度都会越来越依赖3D打印,并且会更加注重实用性和人性化这两点,从而提升美军整体的多元多域的协调适应能力和机敏性。在未来战争大的背景下,3D打印技术的地位也会越来越重要。

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局座召忠

微信号:zhangzhaozhong45

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