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    3D打印技术用于战机维修 多快好省

    2021/04/23中国(guó)青年网474

    3D打印技术在军事(shì)领域的应用前(qián)景被普遍看好。前不久,瑞(ruì)典(diǎn)军(jun1)工企(qǐ)业萨博公司把3D打印部件安装到其“鹰狮”战机上,成功完成(chéng)了飞行测试(shì)。相(xiàng)关技术成熟后,借助(zhù)3D打印在前线快速生产出来(lái)的零部件将大规模用于修复(fù)战损,确保(bǎo)主(zhǔ)战装备不下火线。


    3D打(dǎ)印


    萨博(bó)公司表示,这(zhè)次测试动(dòng)用了一(yī)架双座型(xíng)JAS-39D“鹰狮”战机,实(shí)验部(bù)位是(shì)该(gāi)机后机身上的一(yī)个舱门。舱门部件由代号PA2200的尼龙聚合物制成(chéng),100%通过增材制造(3D打印的另一种表述)成(chéng)型。这也是该(gāi)公司第一(yī)次(cì)“打印(yìn)”战机外部结构件。


    萨博(bó)公司近年来一直尝试(shì)用3D打印技(jì)术制造飞机零件,但从未(wèi)涉及机身外(wài)部结构。过去4年间,该(gāi)公司(sī)的增材制造业务小组(zǔ)积极探索用(yòng)3D打印(yìn)零件修复战斗损坏部位的(de)可行性。在接受(shòu)美国“战区”网(wǎng)站采访时,“鹰(yīng)狮”战机项目经理哈(hā)坎·斯塔克(kè)表示(shì),“飞机(jī)降落后,对舱门的初步检查结论是‘非(fēi)常(cháng)正面(miàn)’的,以肉眼观察,替换部(bù)件没有显著变形。”


    “这意味着维(wéi)修人员可以现场获得(dé)备(bèi)件,不(bú)再(zài)需要拿其他飞(fēi)机的零件‘拆东墙补西墙’。”斯(sī)塔(tǎ)克补(bǔ)充道(dào),“有助于(yú)减(jiǎn)少冗长维修(xiū)过程导致的作(zuò)战时间(jiān)损(sǔn)失。”


    瑞典非常(cháng)重视(shì)高技术兵器的(de)战时生存(cún)能力,要求它们能够在仅有(yǒu)最低限度的基础设施和战备资(zī)源的前提下坚(jiān)持作战(zhàn),遍布(bù)全境的野战(zhàn)机场乃至能起(qǐ)降飞机的高(gāo)速公路(lù),都是这种思想的产(chǎn)物。由此不(bú)难理(lǐ)解,这个(gè)国家为何(hé)对3D打印军(jun1)用化倾(qīng)注如此大的(de)热情。根(gēn)据设想,技术人员可以现场扫描需要更换的部件(jiàn),快速打印出原(yuán)件的复制品,再安装到飞(fēi)机上。有了这种模式,后勤部门就不(bú)再需要携带大量零部件奔赴前线,大大降低(dī)了(le)机(jī)动部署的难度。


    一般来说(shuō),军用飞机(jī)的结构件和外(wài)部覆盖件外(wài)形尺(chǐ)寸偏大,但(dàn)造型相对(duì)简单,适合用3D打(dǎ)印来复制。最新一次(cì)测试的舱(cāng)门,其(qí)安装(zhuāng)位置靠近机(jī)载箔条和曳(yè)光弹投放系统,在日常使(shǐ)用中比较容(róng)易损坏(huài)。就(jiù)技术而(ér)论,这(zhè)并非最难打印的部件,最新的测试也证明(míng),不需要提前建模仍然可以扫描某个(gè)零件(jiàn),将复(fù)制品快速装上飞机,后者即可升空继续执行(háng)任务。


    在“鹰狮”带着3D打印(yìn)的舱门上(shàng)天之前,后者接受了彻底的(de)测试,以证明它的环境适应性。例如,吸力测(cè)试旨在(zài)验证舱门可以自始至终牢靠地附着在机身上,不(bú)至于飞到半路(lù)忽然(rán)脱落(luò)。萨博公司还说,测试战机这次没超过(guò)音(yīn)速,但超(chāo)音速飞行不(bú)会(huì)有问题(tí)。


    最新的测试凸显了PA2200聚合物的可靠性,其他(tā)材料同(tóng)样(yàng)可以(yǐ)用于修复战损。萨博公(gōng)司称,3D打印(yìn)成品的外部尺寸最大可(kě)达3×3米,但目前只能生产60×60厘米的(de)零件(jiàn)。事(shì)实(shí)上(shàng),该公司为瑞典本国和巴西(xī)生产的新一代“鹰狮”E型已经用(yòng)上了3D打印的机身结构件。下一步,技(jì)术团队会尝试制造更大更复杂的零件,并将覆盖范围延(yán)伸到至(zhì)关重要的机翼部位;无疑(yí),这需要更广泛、更专业的测试来验(yàn)证此类产品的物(wù)理强度(dù)及环(huán)境适(shì)应能力。


    总体来说,这(zhè)个项目的潜在收益远远超过(guò)预先投入的资源(yuán)。据萨(sà)博公司预测,3D打印不(bú)仅能减少(shǎo)被复制零件的重量,还可以缩短产品交付周期(qī),甚至减(jiǎn)少(shǎo)60%的成本。该公(gōng)司还透(tòu)露,“高度复杂的机载子系(xì)统(tǒng)”眼下也有3D打印版本,相关领(lǐng)域尚处在严(yán)格保(bǎo)密(mì)状态。


    萨博公司对“战(zhàn)区(qū)”网站表示,已经(jīng)有装备“鹰狮”的(de)外国客户看到了3D打(dǎ)印技术(shù)的潜力。该公司(sī)还(hái)提出了一种基于集装箱(xiāng)的“3D打印车间(jiān)”,每个(gè)“车间”只对应两名操作(zuò)员(yuán),他们不需要经(jīng)过特(tè)别的(de)培(péi)训就能上岗。


    如果客户不愿(yuàn)遵循扫(sǎo)描-打印-安装这个流程,萨博公司(sī)还承诺提供“按需打印(yìn)”模式——从数(shù)据库中调取所需部件的技术参(cān)数,然后(hòu)在(zài)集装(zhuāng)箱(xiāng)打印车(chē)间中制造(zào)出成品(pǐn)。


    该公(gōng)司对(duì)不同种类的替(tì)换部件有不同的性(xìng)能预期(qī)。模拟计算显示(shì),一个3D打印的替代品可能只(zhī)需要为(wéi)10到15次飞行服务,其(qí)根(gēn)本意(yì)义在于“让飞机留在任务(wù)列表中(zhōng)”,坚持到工厂制造的正(zhèng)规替代件(jiàn)到达。目前,萨博(bó)公司将注意力集中在因为(wéi)不当操作或(huò)日常磨损而(ér)失效(xiào)的部件上,还(hái)需要进行几轮额外(wài)的测试(shì),才能决定是(shì)否(fǒu)将(jiāng)其部署(shǔ)到(dào)作(zuò)战场(chǎng)景当中。


    最终,3D打印技术会被用于修(xiū)复被击伤后返回基地的战机。经常在高威胁环境(jìng)下出(chū)动的机型,特别是低空支援(yuán)飞机(jī)及各种直升机(jī),有望(wàng)成为(wéi)这项技术(shù)的(de)首批受益(yì)者。现地快(kuài)速生产(chǎn)维修零件(jiàn)的能(néng)力,必将(jiāng)对空中力量远程(chéng)部(bù)署的方式产生重大影响(xiǎng)。

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