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3D打(dǎ)印技术用于战机维(wéi)修 多快好省

2021/04/23中国青年网(wǎng)472

3D打印技术在军事领域的应用前景被(bèi)普遍看好。前不久,瑞(ruì)典军工企业萨博公司把3D打印部件(jiàn)安装到其“鹰狮”战(zhàn)机上,成功完(wán)成了飞行测试。相关(guān)技术成熟后,借助3D打印在(zài)前线(xiàn)快速生产出来的零部件将大规模用(yòng)于修复战损,确保主战装备不下火线(xiàn)。


3D打印


萨博公司表示,这次测试动用了一架(jià)双座型(xíng)JAS-39D“鹰(yīng)狮”战机(jī),实(shí)验部位是该机后机身上(shàng)的(de)一个舱(cāng)门。舱(cāng)门(mén)部(bù)件由代号(hào)PA2200的尼龙聚合物制成,100%通过增材制造(3D打印的另一(yī)种表述)成型。这也是该公司(sī)第一次“打印(yìn)”战机外部结构件。


萨博公司近(jìn)年(nián)来(lái)一直(zhí)尝试用3D打印技术制造飞机零件,但从未(wèi)涉及机身外(wài)部结构。过去4年(nián)间(jiān),该公司(sī)的增材(cái)制(zhì)造(zào)业务小组积极探索用3D打印零件(jiàn)修复战斗损(sǔn)坏部位的可行性(xìng)。在(zài)接受美国“战区”网站采(cǎi)访时,“鹰(yīng)狮”战机项目经理哈坎·斯(sī)塔克表示,“飞机降(jiàng)落后,对舱门的(de)初步检查结论是‘非常正面’的(de),以(yǐ)肉眼观(guān)察,替换部件(jiàn)没(méi)有(yǒu)显著(zhe)变形。”


“这(zhè)意(yì)味着(zhe)维修人员可以现场获得备件,不再(zài)需要拿其他飞机(jī)的零件(jiàn)‘拆(chāi)东墙(qiáng)补(bǔ)西墙’。”斯(sī)塔克补充道,“有助(zhù)于减少(shǎo)冗(rǒng)长维修过程导致的作战时间损失。”


瑞典非常重视高技术兵器的战时生存能(néng)力,要(yào)求它们(men)能够在仅有(yǒu)最低限度(dù)的基础设施和战备资(zī)源的前提下坚持作战,遍布全境的野战机场乃(nǎi)至(zhì)能起降(jiàng)飞机的高速公路,都是这(zhè)种思(sī)想的产物。由此不难理(lǐ)解,这个国家为何对3D打印(yìn)军用化倾注如此大的热(rè)情(qíng)。根据设想,技术(shù)人员可以现场(chǎng)扫(sǎo)描需要(yào)更换的(de)部件,快速打印出原件的复制品,再安装到飞机上(shàng)。有了这种(zhǒng)模式,后(hòu)勤部门就不再需要(yào)携带(dài)大(dà)量零(líng)部件奔赴前线,大大(dà)降低了机动(dòng)部署的难度。


一般(bān)来说,军用飞机的结构(gòu)件和(hé)外(wài)部覆盖件外形尺(chǐ)寸偏大,但造型相对简(jiǎn)单,适合用3D打印来复制。最新(xīn)一次(cì)测试的舱门(mén),其安(ān)装位置靠近机载箔条和曳光(guāng)弹投放系统,在日常使用中比较容易损坏(huài)。就技(jì)术而论,这并非最难打(dǎ)印(yìn)的(de)部件,最新的测试(shì)也证明,不需要提(tí)前(qián)建模(mó)仍然可以扫描(miáo)某个零件,将(jiāng)复(fù)制品快速(sù)装上飞(fēi)机,后者(zhě)即可升空继续执行任务。


在“鹰狮”带着3D打印的舱门上天之前(qián),后(hòu)者接受了彻底的测试,以证明它的环境适应性。例如(rú),吸(xī)力测试旨在验证舱门可以自(zì)始至终牢靠地附着在机身上,不至于飞到(dào)半路忽然脱落。萨博(bó)公司还说,测试战机(jī)这次没超过音速,但(dàn)超音速飞行不会有(yǒu)问题。


最新的测(cè)试凸显了PA2200聚合物的可靠性,其他(tā)材料同样可以用于修复(fù)战(zhàn)损。萨博(bó)公司称,3D打印成品的(de)外部尺寸最大可达3×3米,但目前只(zhī)能生产60×60厘(lí)米的(de)零件。事(shì)实上,该公(gōng)司(sī)为瑞典本国和巴西生(shēng)产的新(xīn)一代“鹰(yīng)狮”E型已经(jīng)用上了3D打印的机身结构件。下(xià)一步,技术团队(duì)会尝试制造更大更复杂的零件,并将覆盖范(fàn)围延伸到至(zhì)关重要的(de)机翼部位;无疑,这(zhè)需要更(gèng)广泛、更(gèng)专业的测试来验证(zhèng)此类产(chǎn)品的物理强度(dù)及环境适应能力(lì)。


总体(tǐ)来说(shuō),这个项目的潜在收益远远超过预先投入的资源。据萨博公司(sī)预测,3D打印不仅能减少被复(fù)制零件的重量(liàng),还可以缩短产(chǎn)品交付周期,甚至减少60%的成本。该公司还透露,“高度复(fù)杂的机载子系统”眼下也有3D打印版本,相关领域尚(shàng)处在(zài)严格保密状态。


萨博公司对“战区(qū)”网站表示,已经有(yǒu)装备“鹰狮”的外国客户看到了3D打印技术的潜(qián)力。该(gāi)公司(sī)还提出了一种基于集装箱(xiāng)的“3D打印车间”,每(měi)个“车间”只对应两名(míng)操作员,他(tā)们(men)不需要经过(guò)特别的培训(xùn)就能(néng)上岗(gǎng)。


如(rú)果客户不愿遵循扫描-打印-安(ān)装这个(gè)流程,萨博公(gōng)司(sī)还承诺提供“按需打印”模式——从数据库中调取所(suǒ)需部件的技术参数(shù),然后(hòu)在集装箱打印(yìn)车间中制造出成品。


该公司对不同种类的(de)替换部件有不同的性能(néng)预(yù)期。模拟计算显(xiǎn)示,一个3D打印的替代品可能只需要(yào)为10到(dào)15次飞行服务,其根本意(yì)义在于“让飞机留在任务列表中”,坚持到工厂制造的正规替代件(jiàn)到达(dá)。目前,萨(sà)博公司将注(zhù)意力集中在因(yīn)为不当(dāng)操作(zuò)或日(rì)常磨(mó)损而失效的部件上,还需要进行几(jǐ)轮(lún)额外的测试,才能决定是否将(jiāng)其部署(shǔ)到作(zuò)战场景当中(zhōng)。


最终,3D打印技(jì)术会被用于修复(fù)被击伤后(hòu)返回基地的战机。经(jīng)常在高威(wēi)胁环(huán)境下出动(dòng)的机型,特(tè)别是低空支援(yuán)飞机及各(gè)种直升机(jī),有(yǒu)望成(chéng)为这项技术的首批受益(yì)者。现(xiàn)地快速生产(chǎn)维修(xiū)零件(jiàn)的(de)能力,必将对空(kōng)中力量(liàng)远程部署的方式产生重大影响。

关键词: 3D打印(yìn)




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