中評社北京4月6日電/2021年1月,美國防部負責研究和工程的副部長辦公室(OUSD (R&E))戰略技術保護與開發(STP&E)辦公室下的國防部長辦公室製造技術(OSD ManTech)項目辦公室發布了首份綜合的《增材製造戰略》文件,美軍各軍種和其他國防機構合作參與了該項戰略的制定。文件中介紹了增材製造的內涵以及對國防戰略改革的重要意義,描繪了推行增材製造戰略的目標與願景,針對增材製造的五個重點發展領域展開了詳細闡述與路徑規劃,並提出了下一步工作的關鍵步驟,為增材製造技術這一改變遊戲規則的前沿技術在國防部範圍內的發展與應用構建了共同的願景與路徑。增材製造被視作推動國防戰略改革的重要力量
1、增材製造技術概述先進技術正在改變系統的製造方式以及生產信息和數據的管理方式。增材製造,通常也稱為3D打印,是一種根據零件三維模型數據將材料逐層連接起來的數字化製造方法,可以大大提高生產速度和靈活性。
運用增材製造技術可以製造其他工藝方法無法完成的部件、獨特地組合各種材料、生產已過時淘汰的零件、快速製造原型,以及創建輔助製造的專業工裝和模具等,是實現國防系統創新和現代化、支撐戰備和作戰人員就緒的強大工具。增材製造的快速原型設計和獨特的製造能力將使工程過程從“設計-製造-測試”到“建模-分析-製造”模式的轉變成為可能。
標準開發機構美國材料與試驗協會(ASTM)根據原材料和能源方式的不同,將增材製造分為七大類別,這些工藝及相關技術可用於製造從地面到空中系統的聚合物、金屬、陶瓷、複合材料部件和電子元件(如傳感器、天線)等。
2、增材製造可從三方面推動國防戰略改革
在美國《2018年國防戰略》中,將“建設一支更具殺傷力的部隊”以及“富有彈性及靈活的後勤保障”等作為重要改革目標,可以快速、按需和定制化製造的增材製造可以在三方面為這些目標賦能。
(1)國防系統現代化對應《2018年國防戰略》綱要中的“建設一支更具殺傷力的聯合部隊”目標。增材製造通過整合材料、設計和加工過程,從根本上改變了部件的設計方式,這些創新設計可以實現更優的性能。此外,增材製造還可以將多個組件設計為單個部件,減少零件數量、製造成本和重量,同時提高系統可靠性。組合部件、混合材料、創建創新輕質結構和構建內部特征的能力,可以顯著減少新系統的生產時間,提高作戰人員的響應速度。
(2)提高裝備戰備完好性對應《2018年國防戰略》綱要中的“快速、迭代的能力開發方法將減少成本、技術淘汰和采辦風險”和“彈性、敏捷的後勤”目標。在企業範圍內應用增材製造技術將提高任務就緒度,確保作戰人員在需要時獲得關鍵能力。它能夠快速生產原型,減少開發時間並加快迭代。通過提供低成本的替代製造商來擴大傳統供應商基礎,其靈活生產能力還有助於降低老舊過時部件的風險。此外,增材製造生產過程可以分配和擴展到多個機器、多個地點,減少設備停機時間,提高維護和維修效率。在無法獲得零件和數據的情況下,逆向工程和增材製造是維護遺留系統的有效方法。
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