致建军节:回顾3D打印与中国人民解放军的故事

    3D打印技术已成为推进军事变革的新生力量,是国防和军工领域备受欢迎的“新贵”,中国是世界上少数几个掌握了军用3D打印核心技术的国家之一。今天我们就一起来看看3D打印在我国军事领域都有哪些具体 的应用。

陆军

▍军需物资油料保障演练,3D打印武器装备部件快速抢修
2015年8月9日,在“补给行动-2015”军需物资油料保障演练现场,10时30分许,由成都军区抽组的应急兵站油料保障分队一辆6管加油车被炮火“毁伤”。
经检测,系加油车联轴器损坏。因联轴器为非易损部件,应急兵站无库存,油料保障分队立即启用油料装备修理工程车,利用3D打印机现场打印制作联轴器。

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油料装备维修队士官董凯毅打开软件,调出联轴器三维模型。同时,另一名操作员刘得俊在打印机内装入高分子材料。
联轴器打印结束,修理工当即对受损加油车换件修理。经技能测试,加油车功能康复正常,重新投入加油工作。“小小1台打印机,能抵5个修理工!”董凯毅慨叹地说,用传统方法需要通过“车、钳、洗、刨、磨”等复杂工序。
如今3D打印机的投入使用,使修理告别了传统方法,野战抢修功率大大提高。

▍中国第四十集团军急造军路演练,6次用到3D打印抢修

2016年4月19日,“挖掘机出现故障,请求火速抢修!”一场实兵演练中,第四十集团军某工程团道桥连,在刚刚展开的急造军路演练中遇到了意外情况。

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“石子卷入风扇,把水箱打漏了。”紧急关头,修理连四级军士长王玉明带着一台3D打印机赶到。根据数据制作三维模型,3D打印机很快就打印出一个方形的塞子,然后稍加打磨,就塞住了漏水的水箱,使挖掘机重行投入了工作。

据了解,此次实兵演习,3D打印先后6次派上用场,极大的提高了野战抢修效率。

海军


▍中国战舰进港时齿轮断裂 舰上3D打印快速修复
2015年,元旦过后,海军某驱逐舰支队一艘战舰在进港停泊时,绞缆绳的传动齿轮锯齿突然断裂,无法快速抛锚。紧急关头,机电部门维修人员快速卸下受损齿轮,走进位于船尾的移动方舱使用增材制造设备对齿轮展开抢修。很快,受损齿轮得到修复。

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战舰机电部门值更员任亚伦介绍:“这得益于增材再制造技术的成功应用。这里面犹如一个微型‘加工车间’,能够快速修复、制造出常用甚至非标零件。”

在移动方舱中,摆放着计算机、熔铸设备、成型机,以及铝合金材料、不锈钢粉末等增材再制造必需材料。

通过计算机内存储的大量备件三维数据模型,成型机可根据模型对受损零件进行快速修复,部分简易零件可现场制造,大大提高了战时装备保障效率,降低了军舰上机电部门人员修复零部件的工作强度。

同时,据中国工程院院士徐滨士透露,舰上采用的3D打印系统已经通过总部机关的评审,走进了三军装备保障体系。

如果说3D打印技术在陆军和海军的应用主要围绕战时工程装备保障或维修领域的应用,那么相对于空军来说,3D打印则是以装备研制为主,几乎新一代战机都有使用到3D打印技术。

空军


▍中国航天科工利用3D打印加速中国导弹生产
2022年5月,中国日报海外版介绍中国最大的导弹制造商中国航天科工集团,利用3D打印技术加速巡航导弹的设计和生产的事例。

据报道,中国航天工业是先进3D打印技术的最大用户之一,目前该公司的技术人员正在利用该项技术,制造许多巡航导弹部件,如发动机和机身面板。

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据航天科工表示,未来还会将3D打印技术,直接引入到新型导弹的设计中,设计师可以考虑哪些组件适合打印。
▍3D打印机正在制造空军发展的“中国速度”
资料表明,歼-10飞机研发用了近10年时间,而运用3D打印技术后,舰载机歼-15的推出只用了3年,直接跨入第三代舰载战斗机方阵。

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我们再一起看看,过去20年3D打印在军用飞机上的应用。


  • 2001年,我国开始重点发展以钛合金结构件激光快速成型技术为主的激光3D打印技术;

  • 2005年,国内首款3D打印钛合金零件在歼-11B的装机应用,使中国成为世界上第二个掌握飞机钛合金结构件激光快速成形装机应用技术的国家;

  • 2009年,歼-15首飞成功,大量使用钛合金和M100钢的3D打印技术,制造起落架等主承力部分。

  • 2012年,歼-31首飞成功,运用了大量3D打印部件,包括钛翼梁、4个激光钛合金主承力构件加强框。

  • 2013年,运-20首飞成功,使用了3D打印的6种机身/主起落架接头大型主承力构件。

  • 2017年,翼龙-Ⅱ无人机首飞成功,包含8个3D打印零件,左右进气风斗、电机冷却管前/后半段、进气道导流体左右段、唇口等部件。

  • 2021年,歼-35首飞成功,采用了铝合金加强框─翼樑整体件设计,通过3D打印一体制造,零件减少50%、减重38%、翼根高度降低1/4、制造效率提高10倍以上。

      另外有资料资料显示,中国第一款本土商用客机C-919,多用途战斗轰炸机歼-16,第一款本土隐形战斗机歼-20的研发也都使用了3D打印技术。3D打印技术集概念设计、技术验证与生产制造于一体,能够节省材料、简化工序、减少成本,还可以制造传统工艺无法完成的复杂构件。随着这一技术的持续改进,相信它在未来的军事应用中将随处可见。


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