美國(guó)國(guó)防部正在使用 3D 打印制造高超音速武器

美國(guó)國(guó)防部在使用 3D 打印方面有著悠久的歷史，他們致力于將這種制造技術(shù)應(yīng)用到許多新武器和車輛設(shè)計(jì)當(dāng)中。紐波特紐斯造船廠和通用動(dòng)力電船公司 (GDEB) 之間的協(xié)議就是一個(gè)例子，3D打印技術(shù)正在被整合到弗吉尼亞級(jí)核潛艇的建造過(guò)程中，以解決供應(yīng)鏈短缺問(wèn)題。

此外，據(jù)《防務(wù)新聞》報(bào)道，五角大樓宣布希望將 3D 打印納入其高超音速吸氣式武器概念 (HWAC) 中。更具體地說(shuō)，這些技術(shù)將用于制造直流噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)可用于從飛機(jī)到導(dǎo)彈的所有領(lǐng)域，其獨(dú)特之處在于它們的飛行速度能夠超過(guò) 24 馬赫（即超過(guò)18400英里/小時(shí)或29000公里/小時(shí)）。

國(guó)防部長(zhǎng)制造技術(shù)計(jì)劃辦公室副主任 Keith DeVries 表示，3D打印將有助于快速創(chuàng)建復(fù)雜組件，從而有助于新系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在高熵金屬材料也可以通過(guò)激光熔化等3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)成形。值得注意的是，這里所提及的高熵金屬特別強(qiáng)大，耐磨損，可以承受高溫，并允許制作更復(fù)雜的形狀。

△美國(guó)陸軍傳統(tǒng)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)與通過(guò) 3D 打印制造的新型超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)之間的差異（照片來(lái)源：Cults3D）

Devries指出，3D打印技術(shù)將用于創(chuàng)建超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)，這是高超音速發(fā)動(dòng)機(jī)的基本系統(tǒng)，需要復(fù)雜的燃燒室并且非常難以制造。事實(shí)上，由于 3D 打印的出現(xiàn)，人們對(duì)這些發(fā)動(dòng)機(jī)制造的看法似乎正在發(fā)生改變。如上所述，這些系統(tǒng)現(xiàn)在正在導(dǎo)彈中實(shí)施，例如高超音速吸氣式武器概念（HAWC）。據(jù)國(guó)防部長(zhǎng)制造技術(shù)計(jì)劃辦公室副主任介紹，3D打印技術(shù)允許在非常高的溫度下用金屬制造超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)部件，而不需要像傳統(tǒng)方法那樣進(jìn)行復(fù)雜的焊接。

3D 打印技術(shù)加快了零件制造過(guò)程，因?yàn)閭鹘y(tǒng)方法創(chuàng)建的復(fù)雜焊接接頭需要專家批準(zhǔn)才能確保其可靠性。相比之下，對(duì)于使用 3D 打印創(chuàng)建的零件則不需要此批準(zhǔn)。其背后的原因是3D打印直接生產(chǎn)零件，無(wú)需創(chuàng)建接頭，避免了耗時(shí)且繁瑣的測(cè)試。盡管3D打印技術(shù)的使用看似只為制造工藝帶來(lái)優(yōu)勢(shì)，但Keith DeVries認(rèn)為這些技術(shù)在航空航天的應(yīng)用應(yīng)該是有限的，它或許只能用在需要的地方以及可以最大化效益的領(lǐng)域。

△美國(guó)國(guó)防部已經(jīng)表示愿意在美國(guó)武裝部隊(duì)中采用不同的 3D 打印工藝（圖片來(lái)源：國(guó)防媒體網(wǎng)絡(luò)）