這不是異想天開,水杯、小提琴、首飾甚至汽車和飛機,皆可被打印出來。這種被俗稱為3D打印的神奇技術成為主要國家研發的“新寵”。
最近,美國支持3D打印槍械的非營利團體“分布式防御”稱,世界第一柄3D打印手槍已測試成功。一旦3D打印技術發展成熟,將引發一場軍事領域的深刻革命。
綜合先進制造技術
3D打印技術最早出現在美國,俗稱“增材制造”,通俗地說就是一種三維立體成型技術。上世紀80年代,美國人查爾斯·霍爾發明了光固化快速成型技術,申請專*后,注冊了3DSystem公司,如今已成為3D打印設備巨頭之一。有專家預測,3D打印這種神奇的技術代表制造業發展新趨勢,將在工業界掀起大潮,并與其他一些數字化生產模式推動新一輪的工業革命。
3D打印技術作為最為先進的一種制造方式,也代表了目前全球最前沿的科學技術。3D打印機又稱“三維打印機”,是由計算機輔助設計數據,通過成型設備以材料累加的方式,制成實物模型的制造技術。它通過電子制圖、遠程數據傳輸、激光掃描、材料熔化等一系列技術,使特定金屬粉或記憶材料熔化,并按照電子模型圖的指示一層層疊加起來,最終制造出實物。
3D打印技術屬于一種非傳統加工工藝,是一項集光、機、電、計算機、數控及新材料于一體的先進綜合制造技術。可見,3D打印機是一種快速成型技術的機器,它是以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。目前,國外已經通過3D打印技術成功地“打印”出了手槍、自行車、汽車、電控飛行器等物。2012年,美國3D打印服務提供商已經“打印”了75萬種產品,使用的材料包括塑料、不銹鋼、銀、陶瓷和玻璃等,數量之多令人驚嘆。
開始應用軍事領域
備受矚目的3D打印技術正在被悄悄地運用于軍事領域。2012年底,美國《外交政策》雜志網站刊登題為《今日未來武器——2013年值得關注的五種武器》稱,2013年什么武器最值得關注?3D打印槍居首!
2012年10月,“分布式防御”組織負責人利用3D打印技術,成功地打造出AR-15半自動步槍的彈匣和其他部件。如今,3D打印技術已經被大量應用于美軍武器裝備的研發之中。美國軍方已應用3D打印技術輔助制造導彈用彈出式點火器模型,并取得了良好的效果。美國GE航空已應用3D打印技術制造終極噴氣發動機,并將所有的專門技術應用于下一代的軍用發動機上,能夠自動地將高推力模式轉換到高效率模式。3D打印技術可以制造過去認為復雜而不經濟的產品,并大大減輕產品重量。
美陸軍加速3D打印技術實戰化部署,以增強持續戰斗力。2013年1月7日,美國陸軍快速裝備部隊(REF)將其第2個移動遠征實驗室部署到戰區,該實驗室集成有多項新式技術。該實驗室可通過卡車或直升機運送至任何地點,實驗室通過使用3D打印機和計算機數字控制(CNC)設備將鋁、塑料和鋼材生產加工成所需零部件。
3D打印技術雖然在軍事科技領域具有廣闊的發展前景,但目前還不可能大量地應用于軍工制造領域。
未來戰場發生革命
新技術的出現,往往最先用于軍事領域。3D打印技術作為與大數據、物聯網齊名的新技術,在軍事領域的應用會日趨廣泛,很可能會引爆軍事技術領域的一場革命。
3D打印技術可以大大縮短武器裝備研發周期。隨著3D打印技術在軍事領域的廣泛應用,它正被大量用于武器裝備研發。有關專家稱,上世紀八九十年代,各國軍隊至少要花10-20年的時間,才能研發出新一代戰斗機。比如美國F-15研發花了6年,F-22則花了16年;俄蘇-27花了10年,蘇-30也花了6年。如果借助3D打印技術及其他信息技術,最少只需3年的時間就能研制出一款新戰斗機。如今,3D打印技術正計劃被用于各種武器裝備,如水面艦艇、潛艇和戰機的設計制造。
除了能夠提升武器裝備的研發速度外,3D打印技術還能大幅降低武器裝備的造價成本。傳統的武器裝備生產主要是做“減”法。原材料通過切割、磨削、腐蝕、熔融等工序,除去多余部分形成零部件,然后被拼裝、焊接成產品。這一過程中,將有90%的原材料被浪費掉。美國F-22戰機中尺寸最大的Ti6Al4V鈦合金整體加強框,所需毛坯模鍛件重達2796千克,而實際成型零件重量不足144千克,材料的利用率僅為4.90%。
在未來信息化戰場上,維修受損武器將變得十分輕松——技術保障人員可隨時啟動攜帶的3D打印機,直接把所需的部件一個個“打印”出來,裝配起來,讓武器重新投入戰場。有了這種“克隆”武器的“移動兵工廠”,戰時可快速補充作戰消耗。