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    3D打(dǎ)印技术用(yòng)于(yú)战机(jī)维修 多快好省

    2021/04/23中国青年网471

    3D打印技术(shù)在(zài)军事领域的应用前景被普遍看好。前不久,瑞典军工企业萨博公司把3D打(dǎ)印部件(jiàn)安装到其“鹰狮”战机上,成(chéng)功完成了飞行测试。相关技术(shù)成熟后,借(jiè)助3D打印(yìn)在前(qián)线快速生产(chǎn)出来(lái)的零部件将大规模用于修复战(zhàn)损,确保主战装备(bèi)不下火线。


    3D打(dǎ)印


    萨博公(gōng)司表示,这(zhè)次测试(shì)动(dòng)用(yòng)了一架(jià)双座型JAS-39D“鹰狮”战机(jī),实验部位是该(gāi)机后机身上的一(yī)个舱门。舱门部件由代号PA2200的尼(ní)龙聚合物(wù)制成,100%通(tōng)过(guò)增(zēng)材(cái)制(zhì)造(3D打(dǎ)印的另一(yī)种表述)成型。这也是该(gāi)公司第(dì)一(yī)次“打印”战机外部结(jié)构件。


    萨博(bó)公司近年来一直尝试用(yòng)3D打印技(jì)术(shù)制造飞机零件,但从未涉及机身外部结构。过去4年间,该公司的增(zēng)材制造业务小组(zǔ)积极探索(suǒ)用(yòng)3D打印零件修复战斗损坏部位的可行性(xìng)。在接受美国“战区”网站采(cǎi)访时(shí),“鹰狮”战(zhàn)机项目经理哈坎·斯(sī)塔克表(biǎo)示,“飞机降(jiàng)落(luò)后,对舱门的初(chū)步检查(chá)结论(lùn)是‘非常正面’的,以(yǐ)肉眼观察,替换部件(jiàn)没有显著(zhe)变形。”


    “这意(yì)味着(zhe)维修人(rén)员可以现场(chǎng)获得(dé)备件,不再需要拿其他飞机的零(líng)件‘拆东墙(qiáng)补(bǔ)西(xī)墙’。”斯塔克补充道,“有助于(yú)减少冗长维修过程导致(zhì)的作战时间损失。”


    瑞典(diǎn)非常重(chóng)视高(gāo)技(jì)术兵器的战时生存能(néng)力,要求它们能够在仅有最低限度的基础设施和(hé)战备资源的前提下坚持作战,遍布全境的野战机场乃至能(néng)起降飞机(jī)的(de)高速公路,都是这(zhè)种思(sī)想的产物。由此不难理解,这个国家为何(hé)对3D打印军用化倾注如(rú)此(cǐ)大的热情。根据设想,技(jì)术人员可(kě)以现场扫描需要(yào)更换的部件,快速打印出原件的复制品,再安装到飞(fēi)机上。有了(le)这种模式,后(hòu)勤部门就不再需要(yào)携带大量零(líng)部件奔赴前线,大大降低了机动(dòng)部署的难(nán)度。


    一(yī)般(bān)来说,军(jun1)用飞机的结构件(jiàn)和外部覆盖件(jiàn)外形尺寸偏大,但造型相(xiàng)对简单,适合用3D打(dǎ)印来复制。最新一(yī)次测试(shì)的舱门,其安装位置靠近机载(zǎi)箔条和曳(yè)光弹投放系统,在(zài)日常(cháng)使用中(zhōng)比较容易损(sǔn)坏。就(jiù)技术而论,这并非最(zuì)难打印的部件,最新(xīn)的测试也(yě)证明,不需要(yào)提前(qián)建模仍然(rán)可以扫描某个零件,将复制品快(kuài)速装上飞机,后(hòu)者即可升空继续执行任务。


    在(zài)“鹰狮”带着3D打印的舱(cāng)门上天之前,后(hòu)者接受了彻底的测试,以证(zhèng)明它的环(huán)境适应性。例如(rú),吸力测试旨在验证舱(cāng)门可(kě)以自始至终牢靠地附着在机身上(shàng),不(bú)至于(yú)飞到半路忽然(rán)脱(tuō)落。萨博(bó)公司(sī)还说,测(cè)试战(zhàn)机这次没超过音速,但超音速飞行不会(huì)有问(wèn)题。


    最新的测试凸(tū)显(xiǎn)了PA2200聚合(hé)物的可靠性,其他(tā)材料(liào)同(tóng)样可以用于(yú)修复战损。萨博公司(sī)称,3D打印成品的外部尺寸最大可达3×3米,但目(mù)前(qián)只能生(shēng)产60×60厘(lí)米的零件。事实上,该公司为瑞典本国和巴西生产的新一代(dài)“鹰狮”E型(xíng)已经用上了3D打印的机身结构件。下一步,技术团队会尝试(shì)制造更大(dà)更复杂(zá)的(de)零件,并将覆盖范围延伸到至关重要的机翼部(bù)位(wèi);无疑,这(zhè)需要更广泛、更(gèng)专业的测试来(lái)验证此(cǐ)类产品的物理强度及环境(jìng)适应能力。


    总体来说,这个项目的潜(qián)在收益远(yuǎn)远超过预先(xiān)投入的资源。据萨博公司(sī)预(yù)测,3D打(dǎ)印(yìn)不(bú)仅能(néng)减少被复(fù)制零件的重量,还可(kě)以缩(suō)短产品交付(fù)周期,甚至减少60%的成本。该公司还透露(lù),“高度复杂的机载子系统(tǒng)”眼下(xià)也有3D打印版本,相关领域尚处在严格保密状态。


    萨博公司对(duì)“战区”网站表(biǎo)示,已经有装备“鹰狮(shī)”的外国客户看到了3D打印技术(shù)的(de)潜力。该公(gōng)司还提出了一种(zhǒng)基于集装箱的“3D打印车间”,每个“车间(jiān)”只(zhī)对(duì)应两名操作员,他们不需要经过特别的培训就能上岗。


    如(rú)果(guǒ)客户不愿遵循扫描-打印-安装这(zhè)个流程,萨博公司(sī)还(hái)承诺提供“按(àn)需(xū)打印”模(mó)式——从数据库中调取所需部件(jiàn)的技(jì)术参数,然后在集(jí)装箱(xiāng)打印车间(jiān)中制造出成(chéng)品。


    该公司对不同种类(lèi)的替换部件有(yǒu)不(bú)同的性(xìng)能预期。模拟计(jì)算显示,一个3D打印(yìn)的替代品可(kě)能只(zhī)需要为10到(dào)15次飞行服务,其根本意义在(zài)于“让飞机留在任务列表中”,坚持到工厂制(zhì)造(zào)的正规替代件(jiàn)到达。目(mù)前,萨博公司将注意力集中(zhōng)在因为不当操(cāo)作或日常磨损而失(shī)效的部件上,还需要进行几(jǐ)轮额外的测试,才能决定是否将其部署到作(zuò)战场(chǎng)景当中(zhōng)。


    最终,3D打(dǎ)印技(jì)术(shù)会被用于修(xiū)复(fù)被击伤后返回基地的(de)战机(jī)。经常在(zài)高威胁环境下出动的(de)机型,特别(bié)是低空支援飞(fēi)机及各种直(zhí)升机,有望成为这(zhè)项技术的首批受益者。现地快速生产维(wéi)修零件的能力,必(bì)将对空(kōng)中力量(liàng)远程部署(shǔ)的方式产生重大影响。

    关键词: 3D打印(yìn)




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