拆解黑鹰直升机：3D打印用于军事武器的流程、要求、潜力
南极熊导读：无论是电视机、汽车，还是直升机、战斗机，如果某个零件坏了，想急用但又没有备件，怎么办？直接3D打印一个进行使用，或许是很好的办法。但是问题来了，在进行3D打印零件之前，需要详细的3D模型数据。
南极熊了解到，美国陆军材料司令部，正在研究如何3D扫描成千上万的黑鹰直升机零件。一种方法：将整架直升机拆开。
华盛顿消息：美国航空与导弹司令部负责人2020年10月15日告诉堪萨斯州威奇托州立大学，一架陆军“黑鹰”直升机正在逐一拆开，扫描每个组件以创建可用于3D打印的详细三维模型。
AMCOM首席少将托德·罗亚尔（Todd Royar）解释说：“我们目前正在拆卸UH-60 Lima利马机。” “ 对每个零件，正在进行扫描，进行3D模型化，并将其放入CAD [计算机辅助设计]文件中……未来可以随时调用这些数据。”
“黑鹰”UH-60L直升机到底有多少个不同的组件？
Royar说：“我们预计可能会获得大约20,000个结构零件。我们将对每个零件进行研究并评估，查看是否可以安全、经济地替换为3D打印版本。”
陆军物资司令部的其他部门正在进行更大的努力。维持和维护地面车辆的Tank-Automotive Command（TACOM）正在评估约48,000个零件是否适合3D打印。通信电子司令部（CECOM）正在评估的零件数量为大约98,000。
△工人在伊利诺伊州Rock Island Arsenal检查3D打印的零件
司令官米切尔·基尔戈少将说，CECOM距离目标还不到三分之一。他说，到目前为止，他们已经对31％的零件（超过30,000个零件）进行了评估，发现252个零件是适合3D打印的，不到百分之一。
为什么这么难？3D打印机可以做得足够简单，供小孩使用。但是，如果您要打印可在战斗或飞行中使用的零件，则不能只盯着原始零件数据，而需要进一步推测出要进入3D打印机的尺寸。即使是详细的扫码数据，也可能没有足够的细节来将2D工程图转换为足够精确的3D模型来进行打印。
现在，使用现代数字设计技术的公司，一般会对新零件制作3D模型，并且通常与政府共享这些模型。例如，TACOM拥有用于新型步兵小队车辆的数据文件，并计划3D打印某些零件用于概念验证阶段。但是，对于大量的较旧零件，根本就不存在数字模型，其中一些可以追溯到几十年前。维护成本非常高！
要建立一个不存在的模型，您需要使用专门的扫描仪，有些是手持式的，有些则安装在机械臂上的，将每个零件的三个维度映射成一个CAD文件。
这只是复杂过程中的一步。TACOM司令达伦·沃纳将军（Darren Werner）将军解析，在陆岛军械库负责陆军新的先进卓越制造中心。
您必须研究和分析零件，判断识别哪些零件适合3D打印，因为并非所有零件都适用。例如，某些组件可能承受的压力过大，以至于最好使用传统的“减法”制造方法从单个固体金属块中进行加工，而不是通过增材制造逐层地将对象层叠起来的增材制造。它们可能需要用3D打印机无法打印的特殊材料，或经过特殊处理。它们可能太大了，3D打印机打印不了这么大的。Werner说，在Rock Island上，他们可以进行3D打印的最大物品大约是酒店迷你冰箱的大小。其他可能是可以打印，但传统工艺更便宜。所以一个零件是否适合3D打印，需要分析经济因素，而不仅仅是一个工程问题。
一旦确定了合适的零件，就需要证明3D打印版本是安全可靠的。在审查任何主要结构的工程图纸时，图纸中规定了许多内容（即公差、所需材料资格、热处理、特定试验规范等）之外，安全性是是军事应用中最苛刻且最耗时的部分之一，特别是对于必须满足陆军和FAA飞行安全标准的飞机。新的后勤战车支持外地部队，正在进行的海军招标（驱逐舰和潜艇）将需要大量指定材料，以支持现场3D打印，并在海上更换零件。
“一旦有了3D模型，打印东西就相对容易了，”陆军适航审定机构Royar说，“但是要确保符合资格标准，这很难。”
零件通过认证后，即可开始批量3D打印；进行质量控制，确保每个单独零件复合性能要求。在特定3D打印机上打印特定型号零件时，输出的打印件是否满足公差要求？是否每次打印结果都一致？看似微小的变化（如3D打印机使用不同批次的金属粉末）是否会导致最终产品的重大差异？
以表明是否安全地对任何特定的陆地/海洋/空气零件使用“添加剂”制造方法（3D打印）。
仅当回答了所有这些问题后，才能将3D打印的零件发放给维修部队、承包商和陆军仓库，供实际的军事装备使用。
尽管有大量障碍，但是所有武装服务公司，而不仅仅是军队，看到3D打印在武器应用的巨大潜力。很多时候，生产线关闭很长时间，武器制造商及供应商都停产了，但军方保留了数十年前的装备，因此没有人可以制造特定的零件，陆军会对重新创建工具和技术进行资助。在其他情况下，某些部件对于武器系统的工作可能绝对至关重要，但每年仅需要更换少量部件，以传统工艺方式制造和销售它们的利润空间太小，没有人愿意干。
在军事后勤人员最极端的情况下，一个部队作战，供应线受到攻击或完全中断，可能会定制3D打印自己的维修零件。与其运送一大堆不同备件，而又不知道单位实际需要的是什么，不如部署3D模型档案库、一些打印机以及粉末原料供打印。这种战场的3D打印制造方式，解放补给线的前线人员，他们更容易操作，来应对未来的战争需求。
△视频：3D打印在军事武器的应用
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