美国陆军学习和使用3D打印提高军事准备能力
时间：2019-01-14 10:59 来源：增材之光 作者：中国3D打印网 阅读：次
巴格拉姆机场的REF Ex实验室在Ex Lab工程师与士兵合作开发解决他们遇到的问题，而后生产了这些物品。2018年秋天，在马里兰州新的先进制造、材料和工艺（AMMP）制造创新中心的开幕式上，Perconti博士说，“陆军希望站在技术进步的最前沿。”Perconti博士认为，各种替换零件和部件的移动生产即将出现。海军、空军和海军陆战队已经在利用这一应用。3D打印可用于提高准备程度，这是一个相当广泛的类别，涵盖从建筑物和维修到物流和维护的所有内容。最重要的目标是使用适当数量的设备发送单元，以建立用于按需3D打印的移动单元。
Mike Nikodinovski是陆军坦克汽车研究、开发和工程中心（TARDEC）的机械工程师和增材专家，解释了军队周围的各个地方，如研究、开发和工程司令部（RDECOM）以及航空和导弹研究，开发和工程中心（AMRDEC）目前正在通过试验塑料和金属零件的3D打印来提高准备程度并加快维护过程。“我们一直在修理M1艾布拉姆斯的部件。我们已经完成了跨陆军和海军陆战队的项目，在那里我们打印了像叶轮风扇这样的东西。我们一直在做的很多事情只是基本的一对一替换。”Nikodinovski说，“对于传统制造的部件，您可以使用增材做什么呢？很多都是为了维持，这就是我们在岩岛站起来的目的，给他们提供设备和材料，以便他们可以打印金属部件。
3D打印的90°应变消除偏置连接器，由阿富汗巴格拉姆机场的REF工程师设计和制造，用于防止电缆在连接到设备时断裂。
增材制造与减材制造非常不同，这意味着需要进行关键的培训。“这是一项艰巨的任务。我们不仅需要培训那些将要接触和操作机器的人员，而且需要训练部队和工程师了解AM的能力以及如何设计AM。”Rock Island Arsenal先进制造总监Edward Flinn解释说。“你必须训练士兵的技术能力以及如何实际使用机器。然后是如何向设计界自己教授增材的好处，以便他们可以开始设计。”
REF支持工程师Ryan Muzii为一个项目切割金属
陆军工程师研究与开发中心（ERDC）的机械工程师Megan Krieger解释说，在图书馆的MWR（士气，福利和娱乐设施）中使用创客空间是让军事人员更熟悉3D打印的一种有用方式，她这样解释道，“如果人们对制作东西充满热情，那么他们会比被投入其中更好地学习。”除了实际学习如何使用该技术之外，陆军还致力于开发用于3D打印的新材料和设计工具。
马里兰州陆军研究实验室（ARL）负责材料开发的资深活动科学家William Benard博士说：“陆军近期的努力是着眼于准备就绪，而在研究中，更简单的事情之一就是设计更易于打印的新材料，随着打印变得更可靠，被很好地理解 - 作为替代品的那种东西，是支持现有部件的更直接的方法。”“ARL正在为此提供支持的投资领域之一，我也知道RDECOM社区的其他人也正在研究它，实际上是增材行业的新设计工具。”
陆军还需要确定采用3D打印的具体经济性。虽然在紧迫的最后期限内成本不是一个因素，但当制造可重复性和成本在项目中更为重要时，这种情况就会逆转。其他因素包括对部件的需求有多重要，开发速度有多快，还有哪些取决于特定项目，以及陆军花钱的确切位置。Tim Phillis，RDECOM武器研究的远征增材制造项目官员，开发工程中心通过战场上的增材制造快速制造（R-FAB）解释说，“我们作为科学家和工程师可以谈论材料特性和打印床温度和打印头的所有这些东西，但高级领导层正在考虑，这项技术如何提高准备程度？怎样才能让系统和士兵准备好？这就是我们正在学习的东西。”
士兵们在2017年的Pacific Pathways演习期间使用R-FAB在四小时内为Stryker车辆打印相机镜头盖。[美军照片]
斯塔克写道，陆军主要是“将工作重点放在现代化的优先事项上”，并将进一步的发展留给学术界和工业界。如果我们的军队希望将3D打印用于实际应用，那么这种开发需要加快发展，这些部件必须在充足的压力下站起来。Aura Gimm博士在接受采访时正在军事纳米技术研究所管理陆军麻省理工学院附属研究中心项目时说：“创造装饰性部件是一回事，但如果您想尝试创建可能失败的承重或致动部件。”
“标准化并确保我们拥有计量或测量和评估这些部件的指标将是非常关键的，因为[增材制成的物品]实际上可以在现场部署。因为我们不想发生的事情就是拥有的这些部件不能按预期工作。”Perconti博士同意：“最终，我们的目标是使合格的组件与他们所取代的组件无法区分。请记住，当你从武器系统中取出一部分并用增材制造部件替换它时，如果那部分功能不完全，那就是浪费时间。所以我们必须非常肯定无论我们做什么，我们都了解科学，我们了解制造，我们知道我们正在为我们的作战人员提供合格的部件。“
UH-60A / L黑鹰直升机[图片：Military.com]
例如，AMRDEC一直与通用电气公司合作为T700电机提供3D打印部件，该电机为阿帕奇和黑鹰直升机提供动力。但是，这些电机部件尚未使用，因为它们尚未经过陆军标准的测试和认证。位于阿拉巴马州雷石东阿森纳的陆军制造技术部制造科技部的增材制造负责人Kathy Olson表示，该项目“更多的是知识转型”，采用激光粉末床熔接3D打印部件。为了使陆军使用的3D打印部件合格，必须首先确定材料。“然后你必须对你的机器进行鉴定，并确保它生成可重复的部件，然后对你正在构建的部件的过程进行鉴定，因为对于不同的部件，你可能有不同的几何形状的不同参数集需要打造，”奥尔森解释道。“这不像你只需按一下按钮就可以了。它的两个方面都涉及很多工程。即使是你的构建布局的设计也会涉及一些迭代，让你的布局正确，这样部件就能正确打印。”陆军3D打印的一个坚实应用是工具，因为此过程中的更改不需要任何工程更改。
Patrick Fowler博士是阿富汗Ex实验室的前首席工程师，他与一名士兵一起研究物资解决方案。
“你可以快速转向工具。”弗林解释道，“设计过程正在进行，但制造可以在几天而不是几周内进行，而不是几周。对于原型制造或主流制造，我可以在24小时内增材制造工具。”如果应用得当，3D打印将允许世界各地的士兵在现场制作他们需要的几乎任何东西。“我们可以解决哪些任务？我们找到了各种各样的东西，”菲利斯说，“由于悍马没有气帽，所以排起了长队。或者气帽破裂。当他们订购时，他们必须在那里坐30天或45天，或者需要多长时间才能通过供应系统。“如果我们能在几个小时内完成生产，那么现在我们已经有了一辆可以随时使用的卡车，而我们正在等待供应系统赶上来。”
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