中國戰艦配備3D列印方艙 戰時可極大提升生存力

2021-01-08 環球軍事

【環球軍事報導】近日,《解放軍報》一篇名為「增材再製造技術走進裝備保障體系」的文章7日在中國網際網路引發不小的關注。該文稱中國海軍一艘戰艦上裝備有一個可快速修復受損零件的微型加工車間,可以讓戰艦快速恢復戰鬥力。實際上,增材再製造技術也就是人們熟知的3D列印技術,之前已經開始大量用於裝備製造業,該技術用於裝備保障領域後,將極大提高保障效益。

3D列印被用於三軍裝備保障

據報導,元旦過後,中國海軍某驅逐艦支隊一艘戰艦在進港停泊時,絞纜繩的傳動齒輪鋸齒突然斷裂,無法快速拋錨。「緊急關頭,機電部門維修人員快速卸下受損齒輪,走進位於船尾的移動方艙對齒輪展開搶修。很快,受損齒輪得到修復。」 報導稱,這得益於增材再製造技術的成功應用,方艙「猶如一個微型『加工車間』,能夠快速修復、製造出常用甚至非標零件。」 報導稱,艙內擺放著計算機、熔鑄設備、成型機,以及鋁合金材料、不鏽鋼粉末等增材再製造必需材料。通過計算機內存儲的大量備件三維數據模型,成型機可根據模型對受損零件進行快速修復,部分簡易零件可現場製造,大大提高了戰時裝備保障效率。該文章稱,目前這項技術已通過總部評審,走進三軍裝備保障體系。

2014年7月22日《環球時報》記者赴解放軍裝甲兵工程學院參觀時便在現場發現了等離子熔覆成形再製造方艙,這實際上也是增材再製造的一種。據院方介紹,該方艙可以利用這項技術,快速製造戰損部件。目前,主要是列印金屬部件,列印速度為每分鐘80克到100克,但炮膛等高精度部件目前還無法通過列印完成。

中國步入3D列印第一梯隊

據專家介紹,增材製造(AM)技術是採用材料逐漸累加的方法製造實體零件的技術,這是一種三維實體快速自由成形製造新技術,綜合了計算機的圖形處理、數位化信息和控制、雷射技術、機電技術和材料技術等多項高技術的優勢,也有人稱之為「快速原型製造」、「3D列印」、「實體自由製造」。西方媒體把這種實體自由成形製造技術譽為將帶來「第三次工業革命」的新技術。

實際上,這項增材再製造技術已經廣泛用於製造業。2014年1月,一架採用了3D列印技術生產的零件的「狂風」戰鬥機完成試飛,並被英媒認為是航空製造領域大規模使用3D列印技術的標誌性事件。

中國在這一領域應用也已經步入世界第一集團。中航工業的資料顯示,從2001年起,我國開始重點發展以鈦合金結構件雷射快速成型技術為主的雷射3D列印技術。殲-15的總設計師孫聰也曾透露,鈦合金和M100鋼的3D列印技術已廣泛用於新機設計試製過程。其中於2012年10月至11月首飛成功的機型,廣泛使用了3D列印技術製造鈦合金主承力部分,包括整個前起落架。此外,相關技術還廣泛用於中國的C919大飛機的製造,包括其中央翼根肋。目前,我國成為世界上繼美國之後第二個掌握飛機鈦合金結構件雷射快速成型技術的國家。

此前,中國軍方媒體還曾披露,哈爾濱艦赴亞丁灣執行護航任務時,戰艦柴油機上一根重達25公斤的軸承斷裂,導致主機突然無法啟動。為修復主機,艦員自己動手照著圖紙加工了一根「與原件相似的軸承」。而有了3D列印技術,可以快速修復或者製造非常複雜的精密零件,不僅不會把裝備後送,而且維修後的效果不比後方工廠差。

3D列印不是萬能的

據法新社報導,美國軍隊已經投巨資試圖用3D列印技術生產制服、人造皮膚甚至食物。麻省理工學院的科學家還發明了「4D列印」,能在接觸水等元素時變色的物質。英國國防企業還發布一個動畫視頻,設想一架飛機能在機體內列印出另一架飛機,然後從機身下面發射出去。但3D列印技術真的萬能嗎?

一名不願透露姓名的中國技術專家向《環球時報》介紹稱,3D列印目前主要有三大用途:一是在戰場上快速列印戰損零部件;還有一個用途是個人定製,滿足個性化需求;第三個用途是用於特別大型、複雜的貴重部件的製造。

不過,這名專家認為,3D列印技術在現有技術條件下,加工製造精度還無法與現代高精度切削工藝相媲美,因此很多要求較高的零部件,還需要二次加工,這種技術的主要優勢體現在節省貴重原材料、節省工序、可以製造傳統工藝無法完成的複雜構件等方面。▲【環球時報特約記者 張亦馳 本報記者 劉 揚】

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