3D打印武器——一切皆有可能
3D打印技術的發展如今已經逐漸滲透到我們生活的每一個角落。通過3D打印技術打印手槍可以說已經不算什么新聞了,隨著技術不斷成熟,包括無人機、導彈都可以通過3D打印制造出來。那么,3D打印的武器性能如何呢?
手槍
打印真槍已不是難事
回顧近幾年,美國25歲大學生威爾遜及其團隊于2013年設計出3D打印彈夾。接著,他們又設計出擁有高載彈量的自動步槍(AR)彈匣,這次突破性設計讓其可承受射擊30次。2013年5月,這個團隊用一臺冰箱大小的打印機,打印出世界第一支“Liberator”手槍,該手槍試射成功。他們的成功理所當然得到了全世界支持者的認同,其官網上“Liberator”手槍的模板文件被大量下載。
除了以上使用塑料打印的手槍,金屬槍也已經可以打印出來。2013年11月,美國Solid Concepts公司制造了全球首款3D金屬手槍,并已經成功發射了50發子彈,報道稱,手槍的設計出自經典的M1911式手槍,制作中使用了現成的彈簧和彈匣。公司還使用了包括激光燒結和研磨金屬等多種技術,用33種不銹鋼和合金制成。
由Solid Concepts公司的工程師們根據M1911的設計圖創建了三維模型,然后簡單地使用金屬粉末打印并加熱加固,保證開槍時不會損壞槍體。
Solid Concepts市場營銷副總裁斯科特·麥克格文說:“我們證明了金屬激光燒結技術的可用性。我們的產品和Liberator完全不同,普通的3D打印愛好者是無論如何也做不出這種工藝的,它也不是隨便就能在車庫中造出來的東西。”
麥克格文說:“據我所知,這的確是世界上第一支3D打印的金屬手槍。”
導彈
開發周期更短
設計可更大膽
同樣是今年7月,全球最大導彈生產商、美國雷神公司宣布,利用3D打印技術制造了下一代制導武器所需的幾乎所有組件,其中包括火箭發動機、導彈尾翼、用于制導和控制系統的部件等。
開發全3D打印導彈,力爭用3D打印技術補充或取代傳統生產工藝制造導彈部件,是雷神公司未來發展規劃的一部分。
雷神公司增材制造經理萊亞·胡爾稱:“3D打印導彈會成為一種簡化的工藝,當我們打印時,相應地使用的部件就更少,所以供應鏈變得更加簡單,開發周期更短,得到零部件的速度要快得多。你可以設計更多更復雜部件,因為你現在可以設計出以前無法加工的金屬部件。”
雷神公司工程師特拉維斯·梅布里指出:“你可以設計出以前無法加工的內部結構。我們正在使用3D打印技術改善武器的熱力學性能和實現輕質結構,這些是傳統制造工藝無法實現的設計。”
目前,雷神公司面臨的最大挑戰之一是制作復雜的電子電路和微波元器件,正在研究利用3D打印技術生產精密雷達和導航系統用于公司的防空反導系統。雖然電路制作可以使用噴墨印刷技術, 但雷神公司希望通過研究利用3D打印技術可制作更復雜的電路結構,最終,打印出一個融合在一起的集成系統。
無人機
裝備海軍增戰力減費用
今年7月24日,英國海軍在軍艦上測試發射一架用3D打印技術制作的無人機,后者成功降落在多塞特郡的海灘上。英國廣播公司(BBC)24日報道,這架無人機長1.5米,巡航時速96公里,由4個主要部件組成,飛行時幾乎沒有聲音。
無人機從韋茅斯灣的“默西”號近海巡邏船上起飛,不到5分鐘內飛了大約500米,降落在切瑟爾淺灘。英國海軍說,這次飛行測試展示了小型無人機在海上運用的潛力。指揮官鮑·惠頓說,海軍對無人和高度自動系統的可能用途“非常感興趣”。
南安普敦大學參與該無人機研究項目的教授吉姆·斯坎蘭指出,目前在服役的艦射無人機通常比較大,而且成本不菲,往往要耗資百萬,相比較而言3D打印的無人機幾乎都是一次性的。
“海軍認為當前的艦射無人機太貴,”斯坎蘭說,“無論是誰操作總是擔心它出問題,要知道如果任何一個部件有問題,它就很有可能掉進海里,上百萬英鎊就打了水漂。”
斯坎蘭說,每架無人機的制造成本只有幾千英鎊,雖然他們只能承擔大約40分鐘的任務,但是這就足以完成像監控海上搶劫、走私之類的任務。
去年,英國空軍一架“狂風”式戰機首次攜帶3D打印的部件進行飛行測試,其中包括機艙無線電保護罩。測試3D打印無人機則是新進展。理論上,3D打印技術可以讓部隊在軍艦上或前沿基地制造無人機,如果一架被擊落,馬上可以打印另一架。這樣,部隊就不用再依賴后方兵工廠,或者擔心補給線被切斷,武器和裝備的零部件無法更換。
此外,俄羅斯國營企業——俄羅斯技術集團公司近日也以3D打印技術制造出一架無人機樣機,重3.8公斤,翼展2.4米,飛行時速可達90至100公里,續航能力1至1.5小時。
公司發言人弗拉基米爾·庫塔霍夫介紹,公司用兩個半月實現了從概念到原型機的飛躍,實際生產耗時僅為31小時,制造成本不到20萬盧布(約合3700美元)。
知多D
3D打印技術(增材制造技術)是依據物理三維數據模型,對粉末金屬、絲材、液態高分子、陶瓷等材料進行燒結、熔化、固化,通過連續物理層疊加的方式制造出實體。
作為一項制造技術,3D打印不可能替代傳統制造業,卻有著傳統制造業無法企及的優勢:個性化、高難度、復雜技術特性。3D打印是傳統制造業的增益和補充,在前期設計、建模等階段優勢明顯。
3D打印技術已有幾十年發展歷史,經歷了由原型或模型的快速原型制造到快速工具/模具制造,再到最終零件的直接數字化制造等幾個發展階段。
直到近幾年隨著激光燒結等高溫融化金屬技術的發展,可以實現綜合性能與鍛件相當的致密金屬零部件的直接制造,3D打印技術才得以迅速發展和推廣應用,成為當前制造技術領域的一個熱點。
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