中國日報海外版：3D打印加速中國導(dǎo)彈生產(chǎn)

來源：中國日報


中國日報海外版3月21日發(fā)表了一篇題為《3D printing speeds up production of missiles》的文章,，介紹了中國最大的導(dǎo)彈制造商——中國航天科工集團利用3D 打印加速巡航導(dǎo)彈設(shè)計和生產(chǎn)的事例,。這可能是國家期刊為數(shù)不多的以英文版介紹中國兵器的新制造技術(shù),。


《3D printing speeds up production of missiles》原文：https://m.china.com.cn/wm/doc_1_29303_2192991.html

△《3D printing speeds up production of missiles》報道

文章以導(dǎo)彈燃氣舵的制造展開，航天科工三院高級技術(shù)人員表示,，采用傳統(tǒng)技術(shù)制造一個燃氣（方向）舵往往需要數(shù)十名技術(shù)人員和工人花費一到兩個月才能完成,，且涉及鑄造和焊接等一系列工序。3D打印技術(shù)參考查詢發(fā)現(xiàn),，燃氣舵位于導(dǎo)彈尾部發(fā)動機之后,，通過改變發(fā)動機燃氣流產(chǎn)生改變導(dǎo)彈飛行姿態(tài)的側(cè)向控制力。然而，該部件只是導(dǎo)彈上面的一個小部件,，因此可以想象,，以傳統(tǒng)方式制造一整枚巡航導(dǎo)彈需要多少人力和時間。

△導(dǎo)彈燃氣舵

如今不同的是,，該院通過采用3D打印技術(shù),，幾個工人一周內(nèi)就能造出一個方向舵。相關(guān)負責(zé)人指出,，3D打印技術(shù)因此節(jié)省了大量勞動力,、時間和成本，在產(chǎn)品重量和精度控制方面,，也比機械加工要好得多,。以往采用機械加工手段制造的方向舵表面粗糙，需要工人使用機器和大量時間來打磨,，在此過程中,，很大一部分金屬被切掉和浪費。相比之下,，3D 打印的零件表面非常光滑,，僅帶有少量的加工余量——這意味著零件幾乎可以直接安裝在導(dǎo)彈上。

“多虧了3D打印技術(shù),，我們的生產(chǎn)效率和質(zhì)量有了很大的提高,。”

該院增材制造技術(shù)創(chuàng)新中心一焦姓工程師表示,，在制造大型導(dǎo)彈部件時,，3D打印使原材料的利用率提高了數(shù)十倍，而且產(chǎn)品具有更高的結(jié)構(gòu)強度和更好的合格率,。他表示,，航天科工三院是中國航天工業(yè)3D打印技術(shù)的最大用戶，技術(shù)人員正在利用該技術(shù)制造許多巡航導(dǎo)彈部件,，如發(fā)動機和機身面板,。

與此同時，增材制造技術(shù)中心與該院武器裝備設(shè)計部門合作,，將3D打印技術(shù)直接引入到新型導(dǎo)彈的設(shè)計中,。“設(shè)計師可以考慮哪些組件適合‘打印’,，這項技術(shù)可以給工程師更多的想象和創(chuàng)新空間,，讓他們能夠設(shè)計出傳統(tǒng)方法難以制造但3D打印容易制造的先進、復(fù)雜的組件,，毫不夸張地說,，3D打印技術(shù)將徹底改變導(dǎo)彈的設(shè)計工作,。”

△國慶閱兵期間的武器裝備

國防工業(yè)軍事觀察員吳培鑫表示,，未來很可能會將3D打印機帶到戰(zhàn)場,，讓士兵可以根據(jù)需要在現(xiàn)場打印和組裝導(dǎo)彈,。美國和澳大利亞的地面部隊已經(jīng)展示了使用SPEE3D和Markforged等的特定于戰(zhàn)場的技術(shù)和系統(tǒng),。

隨著我國國防戰(zhàn)略全面轉(zhuǎn)型，航空航天裝備升級換代節(jié)奏有望加快,，航空航天零部件制造正處上升期,。隨著國家“十四五”規(guī)劃重點內(nèi)容將圍繞新一代航空裝備、精確打擊武器,、無人裝備及信息化裝備為重點,，新一代航空航天裝備及精確打擊武器將進入批量裝備階段。

在導(dǎo)彈研發(fā)和制造方面,，3D打印獨特的輕量化制造特點能夠提升導(dǎo)彈的使用效益,。根據(jù)解放軍報信息，3D打印導(dǎo)彈與傳統(tǒng)制造方法相比,，不僅能夠降低成本,，還能極大縮短導(dǎo)彈零部件的設(shè)計和更新時間。有資料顯示,，國內(nèi)外都正在研究將3D打印用于巡航導(dǎo)彈等高超聲速武器所使用的超燃沖壓發(fā)動機關(guān)鍵零部件的制造,。3D打印技術(shù)還能夠解除彈頭制造中的各種限制，可以改善導(dǎo)彈的熱力學(xué)性能并嘗試之前無法使用的設(shè)計,。雷神,、洛克希德•馬丁等公司早在2016年就已嘗試通過3D打印尋找新的導(dǎo)彈部件制造方法，根據(jù)公開資料信息,，導(dǎo)彈彈頭減重1KG,，可增加12至15km的射程。因此認為3D打印對導(dǎo)彈性能具有明顯提升,，在該領(lǐng)域需求有望持續(xù)提升,。

根據(jù)國防部信息，2021年上半年全軍基礎(chǔ)訓(xùn)練強度明顯增大,，彈藥消耗大幅增加,，采購量也有望持續(xù)上升。去年8月,，我國導(dǎo)彈武器系統(tǒng)研制,、生產(chǎn)單位和空天防御事業(yè)發(fā)展的領(lǐng)軍單位——中國航天科工集團二院第二總體設(shè)計部發(fā)布消息稱，實現(xiàn)了某型飛行器產(chǎn)品復(fù)雜結(jié)構(gòu)的3D打印集成制造,，并指出這是3D打印技術(shù)在航天領(lǐng)域飛行器研制中的重要里程碑,，進一步提升了飛行器輕量化水平,，為未來新一代飛行器發(fā)展提供了有力支撐。

△中國航天科工集團二院二部實現(xiàn)某型飛行器產(chǎn)品復(fù)雜結(jié)構(gòu)3D打印集成制造,。 圖片來源：中國航天科工集團二院二部

二部專家介紹,，航天飛行器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)零部件多，生產(chǎn)周期長,、成本高,。此前，一套復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的部件常常由數(shù)十個零件組成,，每個零件都要建立三維模型并設(shè)計“個性化”的工藝流程,，隨后在數(shù)字機床上逐一進行生產(chǎn)加工，生產(chǎn)周期往往按月計算,。同時,，由于“車銑刨磨”等傳統(tǒng)機加工藝的限制，要讓飛行器“瘦身減肥”很困難,，直接影響飛行器的性能提升,。有時候，結(jié)構(gòu)設(shè)計師為了減少幾克的重量也是煞費苦心,。如今,，通過3D打印技術(shù)實現(xiàn)面向增材制造的一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造，可使復(fù)雜部件的零件數(shù)大幅減少,，通過一體化三維建模后導(dǎo)入3D打印機中直接成型,，一臺打印機可實現(xiàn)多個零件的同時打印，制造時間從幾個月縮短到十余天,。同時,，隨著零件數(shù)量的減少，部件裝配環(huán)節(jié)也更簡化, 結(jié)構(gòu)可靠性和裝配效率大幅提升,。

航天科工三院增材制造技術(shù)創(chuàng)新中心的工程師還表示,，3D打印技術(shù)在該院無人機生產(chǎn)方面也具有巨大潛力。3D打印技術(shù)參考在2021年增材制造材料創(chuàng)新發(fā)展論壇獲悉,，我國翼龍無人機上面就有多個3D打印的零件應(yīng)用,。

△翼龍無人機上面就有多個3D打印的零件應(yīng)用

隨著需求量的增加，以及軍民融合改革的深入推進,，一些制造需求將進一步釋放到上游民營企業(yè),。2025年服務(wù)于中國航空航天等領(lǐng)域的金屬3D打印裝備將超六百臺。在以技術(shù)革新追求大規(guī)模生產(chǎn)前,，3D打印通常僅在產(chǎn)量較低時具有經(jīng)濟性,，因此適合定制化、設(shè)計快速迭代的小批量制造,。伴隨著設(shè)備,、材料,、服務(wù)供應(yīng)商技術(shù)不斷突破，3D打印開始逐步在大規(guī)模生產(chǎn)上具有經(jīng)濟性,，具有大規(guī)模生產(chǎn)能力的“增材制造2.0”將使3D打印迎來一個高速發(fā)展的十年,。