3D打印技术在军用工程装备维修的探索
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作者:姚耀 刘蓓 刘欢欢
摘要：3D打印技术对战时工程装备维修具有重要意义，3D打印机可以快速制造修复战时工程装备，大大提高作战能力。本文在阐述3D打印技术的概念及特点的基础上，对3D打印技术在战时工程装备保障或维修领域的应用优势、应用场景以及未来发展趋势进行了分析。
关键词：3D打印技术;工程装备;保障维修
中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2020.25.071
0引言
工程装备是工程兵部队遂行战斗工程保障任务开路先锋。但是战场瞬息万变，工程装备防护能力有限，在战场上极易受到敌方打击，而工程装备又是战场进程保障重要力量，因此工程装备是否完好，極大的影响战争进程。目前部分国家的军用工程装备的制造与维修基本还是遵循传统的工艺模式和理念，目前存在：部分工程装备维修性能低下;工程装备维修技术手段落后;工程装备维修力量薄弱;工程装备维修管理不足等问题。
13D打印技术的概念及特点
利用三维模型而将各种粉末、零散材料逐层叠加打印而形成任何形式的固态体，这种技术被称为3D打印技术，由于3D打印利用了数据建模以及参数设置的技术方法，从而可以有效控制打印精度，非常适应精细化要求高的产品，产品制造不需要模具，可以从设计到零件的直接转换，适用于武器和设备的设计，复杂和昂贵的零件制造，维护并广泛用于军事装备领域的技术创新。军事装备可以利用3D打印技术优化复杂部件的结构，从而减轻重量，延长使用寿命。其特点符合军事工业发展的需求。
23D打印技术在战时工程装备维修领域的应用优势
2.1快速制造战时工程装备
通常情况下，战时需要携带大量的工程装备以及零配件，而且在装备受损时，也难于快速补充，而3D打印技术的支撑下，作战部队无需大量运输工程装备到战场，只需电脑和3D打印机即可快速打印出所需要的工程装备，损坏零件也能得到快速修复，从而提高部队的战斗力。
2.2随时补给精细轻盈的工程装备零配件
长期以来，工程装备重量大、体积大，而且维修所需的零配件种类多、保管难，不利于部队机动作战，也给装备运输带来很大的困难，而3D打印技术则可以有效解决这一难题，其打印出来的零配件具有精细轻盈、抗压力强等特点，既降低了零配件的重量，又增强了零配件地韧度。
2.3降低工程装备的生产成本，节省国防开支
与传统制造技术相比，3D打印技术省去了复杂的生产流程、材料消耗、铸造、液压等成本以及生产设备的报损等费用，由于它采用“增材制造”模式，也就是说，只要按照计算机建立模型，设定参数，然后利用各种廉价的轻型粉末就可以生产出各种工程装备及零配件，从而大大降低工程装备的制造费用。
33D打印技术在各军种装备维修领域的应用场景
3.1空军装备领域的应用
目前，3D打印应用最广泛的领域在于空军装备领域，已成功实现多种场景的应用。由于钛合金具有抗压性能高的特优势，很多国家都将这种材料作为3D打印材料，因此飞机不但更加轻盈，而具可以快速批量生产。美军F22战机的制造就大量采用了3D打印技术，特别是重要配件，全部是3D打印生产出来，而采用3D打印技术生产的飞机配件更具有强度高、刚度硬的特征。3D打印技术的特性非常适合于大型装备如工程装备的制造。
3.2海军装备领域的应用
目前，美国海军在工程装备领域的3D打印技术领先全球，很多美国海军军舰上都安装了3D打印机，比如美国杜鲁门号航母都成功实现了工程装备的现场打印，不仅如此，为提升舰艇的监视、侦察、攻击能力，美国海军3D打印无人机的应用也在稳定推进，在战争状态或日常维修，只要在舰艇上携带电子元器件，舰艇上的操作人员就可以根据需要快速制造各种装备，进一步提升舰艇工程装备的维修效率，提高海军装备的保障能力。
3.3陆军装备维修领域中的应用
3D打印技术在装备维修领域中的应用，将大大提高了装备保障效率。与传统的装备维修模式相比，3D打印技术背景下的装备维修所需零配件无需工厂制造，不需供应商长途运输到战争现场，只需要装备维修人员将各种丝材、粉材现场打印，即可保障装备维修的需要，提高军事保障能力，在战时可以快速恢复装备的使用功能。在一次实际的军事演练中，某工兵团在演习中突发情况，一块石头卷入挖掘机的风扇，打坏了水箱，情况紧急，此时修理连官兵使用3D打印机根据输入的三维模型数据快速制作出方形的塞子，堵住水箱漏洞。挖掘机重新投入使用，确保了演习的正常进行。据了解，本次实际军事演练，3D打印已投入使用6次，极大提高了现场抢修效率。从3D打印技术的未来发展趋势来看，其智能化水平将会得到进一步的提升，在战时工程装备的维修中，不仅可以快速化、精准化修复损坏的装备或零配件，而且将实现工程装备的智能自修复功能。
4结束语
3D打印技术在战时工程装备保障或维修中具有快速制造战时工程装备、随时补给精细轻盈的工程装备零配件、降低工程装备的生产成本，节省国防开支的优势。目前，已在装备维修领域逐步得到应用，从未来发展趋势来看，3D打印技术在工程装备保障或维修和实现工程装备的智能自修复功能中得到更广泛的应用。
参考文献
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