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    3D打印技术用于战机维修 多快好省

    2021/04/23中国青年(nián)网469

    3D打印(yìn)技术在军事领域的应用前(qián)景被普遍看好(hǎo)。前不久(jiǔ),瑞典军工企业萨(sà)博公司把3D打(dǎ)印(yìn)部件安装到其“鹰狮”战机上,成(chéng)功完(wán)成了飞(fēi)行测试。相关(guān)技术(shù)成熟(shú)后,借助(zhù)3D打(dǎ)印在前线快速生产出来的零(líng)部(bù)件将(jiāng)大规模用于修复战损,确保主战装备不(bú)下火(huǒ)线。


    3D打印(yìn)


    萨博公司(sī)表示,这次测试动用了一架双座型JAS-39D“鹰(yīng)狮”战机,实验部位是该机后机身(shēn)上的一个舱门。舱门部件由代号PA2200的尼龙聚合物制成(chéng),100%通(tōng)过增材制造(3D打印的另(lìng)一种表述)成型。这也是该公司第一次“打印”战机外部结构件。


    萨博公(gōng)司近(jìn)年来一直(zhí)尝(cháng)试用3D打印技术制造(zào)飞机(jī)零件(jiàn),但从未涉及机身外(wài)部(bù)结构。过去4年间,该公司的增(zēng)材制造(zào)业(yè)务小组积极(jí)探索用3D打印(yìn)零件修复战(zhàn)斗损坏部(bù)位的可行性。在(zài)接受美国“战区”网站采访时(shí),“鹰狮”战机项目经(jīng)理哈坎·斯(sī)塔克表(biǎo)示,“飞(fēi)机降(jiàng)落后,对舱门的初步检查结(jié)论是‘非(fēi)常正面(miàn)’的(de),以肉眼(yǎn)观察,替(tì)换部件没有显著变形。”


    “这意味着维(wéi)修人员可以现(xiàn)场获得备件,不再需要(yào)拿其他飞机的零件‘拆(chāi)东墙补西墙(qiáng)’。”斯(sī)塔(tǎ)克(kè)补充(chōng)道,“有助(zhù)于减少冗长维(wéi)修(xiū)过程导致的(de)作战时间损失。”


    瑞典非常重视高技术兵(bīng)器(qì)的(de)战时(shí)生存能力,要求它们能够在仅有最(zuì)低限度的基础设施和战备资源(yuán)的前提下坚持作(zuò)战(zhàn),遍布全境的野战机场乃至能起降飞机的高速(sù)公路,都(dōu)是这种思想的产(chǎn)物。由此不(bú)难理解,这(zhè)个国家为(wéi)何对(duì)3D打(dǎ)印(yìn)军用化倾注如此(cǐ)大的热情。根据设(shè)想,技术人员可以现(xiàn)场扫(sǎo)描需要更换的(de)部件,快速打印出原件的复制品,再安装(zhuāng)到飞机上。有了这种(zhǒng)模式,后勤部门(mén)就不再(zài)需要携(xié)带大(dà)量零部件奔赴前线,大大降(jiàng)低了机动部(bù)署的难度。


    一般(bān)来说,军用飞机的结(jié)构件(jiàn)和(hé)外部覆盖件外形尺寸偏(piān)大,但(dàn)造型相对简单(dān),适合(hé)用3D打印来复制。最新一次测(cè)试的舱门(mén),其安装位(wèi)置(zhì)靠近机(jī)载箔条和曳光(guāng)弹投放系统,在日常(cháng)使用中比较容(róng)易损坏。就技术而论(lùn),这并(bìng)非最难打(dǎ)印(yìn)的(de)部件(jiàn),最新的测试也证明,不需(xū)要提前建模仍然可以扫描某个零件(jiàn),将复制品快速装上(shàng)飞(fēi)机,后(hòu)者即可升空继(jì)续(xù)执行任务。


    在“鹰狮(shī)”带着3D打印的(de)舱(cāng)门上天之(zhī)前(qián),后(hòu)者接受了彻底的测(cè)试(shì),以证明它的环境适应性。例(lì)如,吸(xī)力测试旨在验证舱门可以自始至终(zhōng)牢(láo)靠地附着在机身上,不至于飞到半(bàn)路忽然脱落。萨博公司还说,测(cè)试战机这(zhè)次没(méi)超过音(yīn)速,但超(chāo)音速飞行不会有问题。


    最新的测试凸显了(le)PA2200聚合物的可(kě)靠性,其他材料同样可以用于修复战损(sǔn)。萨博公司称,3D打(dǎ)印成品的(de)外(wài)部(bù)尺寸最(zuì)大可达3×3米,但目前只(zhī)能生(shēng)产(chǎn)60×60厘(lí)米的零件。事实(shí)上,该公司(sī)为瑞典本国和巴西生产的新一代“鹰狮”E型已经用上了3D打印的机身结(jié)构(gòu)件。下一步,技术(shù)团(tuán)队会尝试制造更大更复杂的零件(jiàn),并将覆盖范围延伸到(dào)至关重要的机翼部(bù)位;无疑,这需(xū)要更广泛、更专(zhuān)业的测(cè)试来验证此(cǐ)类产品的物理强(qiáng)度及(jí)环境适应能力。


    总体来(lái)说,这个项(xiàng)目的潜在收益(yì)远远超(chāo)过预先投(tóu)入(rù)的资源。据(jù)萨博公司(sī)预测,3D打印不仅能减少被复制零件的(de)重量,还(hái)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(gāo)度复杂的(de)机载(zǎi)子系统(tǒng)”眼下也有3D打印版(bǎn)本,相关领域尚处在严格(gé)保(bǎo)密状态。


    萨博公司对“战区”网站表示,已经有装备“鹰狮(shī)”的(de)外(wài)国客户(hù)看到了3D打印技术的潜力。该公司还提出了一种基于集装箱(xiāng)的“3D打(dǎ)印(yìn)车间”,每个“车间(jiān)”只对应(yīng)两名操作员,他们不(bú)需要(yào)经过特别的(de)培训就能上岗。


    如果(guǒ)客户不愿遵循(xún)扫描-打印-安(ān)装(zhuāng)这个流程,萨(sà)博公司还承诺提供“按需打印”模式(shì)——从数据库中调取所需(xū)部件的技术参(cān)数,然后在集装箱打(dǎ)印车间中制造出成品。


    该公司对不同种类的替换部件有(yǒu)不(bú)同的性(xìng)能预期。模拟(nǐ)计算显示(shì),一个3D打印(yìn)的替代(dài)品可能只需要(yào)为10到15次飞行服务,其根本意义在于(yú)“让飞机留在(zài)任务列表中”,坚持到工(gōng)厂(chǎng)制造的正规(guī)替(tì)代件到达。目前,萨(sà)博公司(sī)将(jiāng)注意力集(jí)中在因为不当(dāng)操作或日常磨损而(ér)失效(xiào)的部件上,还需要进行几轮额外的测试,才能决定是否将其部署到作战场景当中。


    最终,3D打印技术会(huì)被用(yòng)于修复(fù)被击伤后返(fǎn)回基地的战(zhàn)机。经常在(zài)高威胁环境下出(chū)动(dòng)的机(jī)型,特别是低(dī)空支(zhī)援(yuán)飞机(jī)及(jí)各种(zhǒng)直升机(jī),有望成(chéng)为这项技术的首批受益者。现地(dì)快(kuài)速生产(chǎn)维(wéi)修零(líng)件的能(néng)力,必将对空中力量远程部署的(de)方式产生重大影响。

    关键词: 3D打印




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