未來3D打印在軍隊的應用
3D打印的應用絕非只是提供備用件。在3D打印最新成果中就包含了在交火中生產彈藥的新能力。Dartmouth學院的工商管理學教授Richard D’Aveni在今年早期的一場發布會上說:“想象一下一小班戰士在阿富汗的山頂據點上受到叛亂分子的圍攻。彈藥慢慢地耗盡。你說是應該冒險等待直升機的援助,還是直接開始生產新的彈藥作為補充?
這里還有另外一個好處。它可以更加廉價和容易地生產大量定制的設備和武器。這些在傳統工藝中很難高效率地實現。例如,有一種邏輯結構充分利用了模塊設計的優勢,可以實現一些特別要求,比如制作飛機或者汽車的護甲。成熟的計算機輔助分析系統可以為這些機械量身定做護甲,而且當每片護甲的尺寸變小后,在受到損害后,就可以迅速打印相應部件然后替換。麻省理工大學的科學家也使用類似的方法3D打印仿生盔甲,這就類似魚鱗的結構,可以增加更多的靈活性。
很多創新都收益于3D打印技術。快速便宜的生產方式可以讓軍隊與工程師工作更緊密,也可以實現快速原型研究。所以,與其等待實驗室開發一個新型飛機部件,不如讓工程師在海洋上直接實驗和開發相應的部件,如果成功就可以直接進入戰場了。
其實,美國海軍已經開始開發這個領域了。新成立的海軍作業的快速創新小組已經引進了3D打印機,很快它們將在San Diego 和Norfolk地區服役。海軍的每個人都想在明年能盡早看到3D打印機的出現。海軍已經開始收集一些可以應用的部件等待他們的到來。一些官員也在討論是否能在海洋中直接采集3D打印的原材料。海軍的新概念部門官員Lt. Benjamin Kohlmann說:“我們的設想是可以在戰艦上直接建立一個小型3D打印工廠。”他已經看到了3D的前景,在《海軍時代》上也在解釋他的看法:“這種技術可以直接生產,因此不需要任何物流鏈。不管是金屬還是塑料部件,3D打印都可以以最快的速度生產制造從而支持作戰部門。”
其他軍隊也已經開始進行3D打印進入作戰區的嘗試了。他們在Rapid Equipping Force(快速裝備部門)的幫助下開始嘗試和延伸Expeditionary Lab Mobile (ELM:遠征實驗室)的概念。在今年的阿富汗戰場上就已經出現,工程師和士兵選擇在一個集裝箱中建立。隨后又陸續建立了另外兩個。
軍部的研究所也在自己研發3D打印機,他們的目標是能把機器成本控制在700美元之內,而且適合在野外、戰地運行。這樣也就是現在主流設備的價格的三分之二,例如MakerBot Replicator 2。
剛開始一般都不會太難,但是如果可以順利實現應用以及優化各個程序那就可能需要花費好幾年。任何進入軍隊的設備都必須通過幾輪的測試以確保它可以足夠穩定地實現軍方的需要。這個制度與3D打印的“快速”理念是非常不匹配的。
除了制度的挑戰以外,還有一些意料不到的問題:知識產權。任何一個不是設計的軍用設備都會涉及這個問題。例如,3D打印中應用到的計算機輔助設計軟件。沒有人真正清楚該怎么樣管理這些單獨部件的生產。海軍少校Michael Llenza就一直研究軍方如何大范圍使用3D打印技術。對于3D打印的發展方向上,他說:“還沒有一個明確的策略。”
但是,相信3D打印的應用會向好的方向發展的。今年,美國總統撥款2千萬美元建立了三座關于3D打印的建造中心,其中有兩座將服務于國防部門。一個致力于研究、整合生產流程,另外一個將研發強度更高、質量更輕的新型3D打印材料。總統奧巴馬在之后又懇請國會再投資10億美元,準備建設超過15個研發中心。
這一新政策完全應和了總統在2012年的演講。所以當我們考慮未來3D打印在軍隊的應用時,我們應該能夠意識到它帶來的絕不僅僅是戰場上的勝利。
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