美國陸軍研究3D打印作戰(zhàn)制服與野戰(zhàn)食品等

      增材制造通常被稱為3D打印,，可能很快會在許多方面改變美國陸軍,，從醫(yī)療和食物生產(chǎn)到成衣制造和彈藥生產(chǎn),。在一些領(lǐng)域，這種改變已經(jīng)開始了,。

　　美國陸軍快速裝備部隊早在2012年就開始在阿富汗使用3D打印生產(chǎn)工具和其他設(shè)備。美陸軍研究實驗室已經(jīng)探索使用3D打印技術(shù)維修戰(zhàn)場上的飛機和地面車輛,。研究人員正致力于將電子器件打印至衣服和設(shè)備中,，并與美國國家航空航天局(NASA)合作開發(fā)下一代相關(guān)技術(shù)。

　　其他研究小組也正在研究下一代打印技術(shù),，如再生醫(yī)學(xué)武裝部隊研究所的研究人員正開發(fā)利用生物打印方式,，將健康細胞應(yīng)用于嚴重?zé)齻�部位。這些細胞可以在新皮膚上生長,，最終與毛孔、汗腺,、頭發(fā)和合適的色素共同生長,。

　　以下是增材制造的4個其他項目的新應(yīng)用。

　　3D打印復(fù)合材料

　　美陸軍研究實驗室的科學(xué)家不僅僅想要增材制造,，他們也想要“敏捷制造”,。將設(shè)備與布線、傳感器,、電池和其他材料同時打印的能力將節(jié)省空間和重量,，為戰(zhàn)場士兵的現(xiàn)場打印提供更多選擇,。

　　美國陸軍研究實驗室增材制造材料和技術(shù)開發(fā)的主要研究者拉里·LJ·福爾摩斯表示，“國防部不能坐等工業(yè)界來創(chuàng)造這種能力,，沒有ARL通知工業(yè)界,，他們本身就沒有理解我們的特定需求�,！�

　　福爾摩斯已獲得了名為“現(xiàn)場輔助層狀復(fù)合”或FAL Com的增材制造技術(shù)專利,。這種技術(shù)可制造用于牢固、輕質(zhì)材料的微復(fù)合材料,。他和其他ARL研究人員正研究如何有效地從醫(yī)療設(shè)備和無人飛行器中打印和維修零部件的方法,。

　　在打印工藝中增加多功能性進一步減少了成品的質(zhì)量和尺寸。目前,，研究人員正在使用FALcom來創(chuàng)建原型,，并研究其性能，希望最終能使用3D打印制造出真實產(chǎn)品,。

　　快速醫(yī)療原型

　　美國陸軍醫(yī)療原型開發(fā)實驗室的研究人員設(shè)計和建造了醫(yī)療設(shè)備原型，并稱3D打印在創(chuàng)建模型中非常寶貴,。

　　實驗室主任馬克·布朗表示,，“3D打印加快了整個設(shè)計工藝速度，周轉(zhuǎn)時間大幅下降,�,！�

　　該實驗室的工作是制造輕便,、小巧,、堅固耐用，且功能強大,，但易于使用的原型,。若該原型需要任意組裝，其無需工具來完成,。這就導(dǎo)致了一項復(fù)雜的工藝,，即使看起來是簡單設(shè)備，但在開發(fā)過程中使用3D打印使每個參與人員了解產(chǎn)品將會是什么樣子,，更加快速地提供反饋和考慮制造選項,。

　　例如：實驗室為空軍特種作戰(zhàn)部隊開發(fā)出一種廢棄物站，可以折疊放入背包中攜帶,。打印這種原型包括打印一種三自由度的關(guān)節(jié),。研究人員表示，這種關(guān)節(jié)具有一個復(fù)雜的幾何形狀,，難以可視化,。

　　實驗室還使用3D打印來減小和降低環(huán)境哨兵生物監(jiān)控儀的尺寸和重量,，該監(jiān)控儀是一種測試套件。該工藝使得士兵能夠了解是否新的組件將適用于更小外形尺寸的監(jiān)控儀,。

　　實驗室使用3D打印來探索新想法,，這種想法并非關(guān)于制造采用傳統(tǒng)材料的產(chǎn)品。然而,，3D打印帶來的開發(fā)工藝速度已降低成本,，改善了終端產(chǎn)品，同時縮短了將新產(chǎn)品和設(shè)備部署至戰(zhàn)場的時間,。

　　衣服和可穿戴式傳感器

　　納提克士兵研究,、開發(fā)和工程中心開發(fā)出許多美國陸軍裝備，從戰(zhàn)場服裝和化學(xué)/生物防護裝備到裝甲系統(tǒng)和頭盔蓋,。盡管研究人員在2D設(shè)計下工作,，但他們開始轉(zhuǎn)向3D。

　　3D打印的發(fā)展將允許打印一種作戰(zhàn)制服,。該制服的某些區(qū)域受到嚴格保護,，但有一些便于關(guān)節(jié)運動的靈活區(qū)域。中心的設(shè)計,、模式和原型團隊領(lǐng)導(dǎo)安妮特·拉弗勒表示,，“這可能是非常令人興奮的，因為它很難用普通紡織品來實現(xiàn),�,！辈⑶遥�并非偶��,，3D打印可消除衣服很多接縫,，使其更加舒適，且不容易擦傷,。

　　3D打印可生產(chǎn)更便宜的盔甲和用于特定工作的定制衣服,。它也允許將彈道材料和傳感器嵌入到衣服中。拉弗勒稱,，“我們可以制造完全適合的產(chǎn)品,，并降低重量，也許減少批量生產(chǎn),。許多3D打印的簡潔紡織品,，即使這是人工合成的，也有3D結(jié)構(gòu),，這就使你思考在有空氣流動區(qū)域使用間隔型材料,，如果我們的士兵要去某些熱的地方，無論是叢林或沙漠,，那么這是非常重要的,�,！�

　　下一個菜單：食品

　　3D打印食品的想法在一段時間內(nèi)一直發(fā)展，并用糖打印出糖果,，德國公司使用各種食品的果泥打印出成品,。NASA也正在探索在長時間太空航行時3D打印食物。

　　美陸軍正在采用類似的方式在戰(zhàn)場上打印食物,。納提克的研究人員正努力適應(yīng)和改進滿足陸軍需求的食物打印技術(shù),。

　　其中的好處就是它可以降低成本，因為食物可能按需生產(chǎn),，減少浪費,。它也可允許士兵基本上能從菜單中“訂購”餐點，為每個士兵提供一種選擇,。它也允許士兵將其可能缺乏的特定營養(yǎng)納入其中,。

　　研究人員表示，營養(yǎng)當然是主要目標之一,。其他目標包括維持很長的保質(zhì)期,，如陸軍即食軍糧的三年保質(zhì)期。士兵將必須有一臺足夠小的打印機,，且足夠堅固便于移動,，并能在戰(zhàn)場使用。

　　在3D打印食物準備用于戰(zhàn)場前可能還有一段時間,，但研究人員表示，他們有信心會實現(xiàn)這一目標,。食品技術(shù)專家Lauren Oleksyk表示,，“我在這里已經(jīng)很久了，看到了許多‘沒門’的方法變成了現(xiàn)實,，一切皆有可能,。”