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3D打印技术:现代军事科技“多面手”

自2012年以来,3D打印技术的研究和应用逐渐受到各国追捧。3D打印也被称为“增材制造”,它以计算机模型为基础,运用粉末状金属或其他材料,通过逐层增加材料生成三维实体的方式来构造物体,是一种新的“数字化制造技术”。军事专家指出,目前3D打印技术已在多个军事领域得到广泛应用。

装备研制领域

在理论上来说,只要能用计算机构建物体模型、3D打印机足够大,并且打印材料能满足设计要求,3D打印机就可以制造出理想的产品或模具,而且是一次成型。这一优点在武器装备的研发过程中极为有用。装备设计图人员只需修改图纸,就能快速调整设计方案和生产零部件样品,从而大大加快装备研制速度。据悉,我国的“运-20”大型运输机从全面研制到首飞成功只用了5年多,研制时间比预期缩短了三分之一,包括3D打印在内的多项新技术的运用功不可没。

后勤保障领域

由于3D打印具有可按需制造和网络化操作的特点,使得该技术在军事装备保障领域有着十分广泛的用途。由于战时装备损毁率较高,备品备件极易耗尽且种类难以保证,此时利用3D打印技术就可以制造应急备件,快速恢复装备战力。据报道,美军于2012年8月和2013年1月将2个移动远征实验室部署到阿富汗,3D打印机就是实验室的重要制造设备。美军试图验证3D打印技术实战化部署的可能性,使战场保障方式由“依托后方”向“阵地自助生产”转变。

军工制造领域

除了制造样机零件和战场应急维修,3D打印技术在工业化制造领域同样潜力巨大。由于3D打印技术可以大大降低制造的复杂度,降低原材料的损耗和加工成本,因此可以缩短生产周期,大大提高生产效率。传统的机床、冲压机、制模机等工具逐渐被电脑控制的大型数控机床和3D打印机所代替。同时也使得原来的标准化、大批量、长周期生产模式向个性化、定制化和快速反应的生产模式转化。特别是在航空制造领域,3D打印技术可以有效解决钛合金大型构件内部变形开裂问题。目前,我国已自行研制出世界上最大的3D打印机,生产速度是一般3D打印机的5倍以上。

战场医疗领域

如今,随着打印材料方面的不断突破,3D打印的应用领域已不再局限于工业制造。一些先进国家已开始将3D打印用于医疗领域,例如为骨折伤员打印支架、夹板等固定物,为截肢伤员打印假肢。2月20日,美国康奈尔大学利用牛耳细胞,通过3D打印机打印出人造耳朵,有望未来用于先天畸形儿童的移植手术。美国研究人员还利用3D打印机开发出骨骼打印技术,制造出类似骨骼的材料。需要指出的是,这些3D打印辅件都可以根据患者的骨骼情况“量身定制”。在战场急救领域,3D打印机可以现场按需制造多种医疗器械和救助器材,提高战场存活率,有利于保持部队战斗力。

 

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