美國(guó)海軍實(shí)施Print the Fleet項(xiàng)目推廣3D打印

        在美國(guó)弗吉尼亞海灘,， Dam Neck上一座不起眼的建筑,，就是美國(guó)海軍著名研究機(jī)構(gòu)HEL的入口,，所謂HEL當(dāng)然不是指的地獄，而是Harsh Environment Lab的簡(jiǎn)稱,。海軍的科學(xué)家和工程師們就是在這里開(kāi)發(fā)各種尖端技術(shù),，包括3D打印。

        在HEL進(jìn)行研究,，標(biāo)準(zhǔn)著3D打�,。ㄒ脖怀蔀樵霾胖圃欤┻M(jìn)入了美國(guó)海軍的第一研究序列。官員們希望該技術(shù)有一天可用于即時(shí)打印零部件，甚至制造先進(jìn)的武器裝備,，如無(wú)人機(jī)等,。

        “當(dāng)先進(jìn)制造與3D打印被廣泛使用時(shí)，我們?cè)O(shè)想建立一個(gè)全球性的加工車間網(wǎng)絡(luò),，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上經(jīng)過(guò)技能培訓(xùn)的水手們可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行維修,，甚至制造產(chǎn)品�,！泵绹�(guó)海軍作戰(zhàn)部副主任,、負(fù)責(zé)管理艦隊(duì)?wèi)?zhàn)備和后勤的海軍中將 Phil Cullom說(shuō)。

        在HEL,，大部分的3D打印研究工作圍繞著聚合物材料進(jìn)行,。兩臺(tái)3D打印機(jī)安裝在研究現(xiàn)場(chǎng)，已經(jīng)打印了一些塑料帽和醫(yī)療用品,，Jim Lambeth說(shuō),。他是Dam Neck作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)增材制造的負(fù)責(zé)人。

        他們目前所做的工作都是海軍“Print the Fleet（打印艦隊(duì)）”項(xiàng)目努力的一部分,，該項(xiàng)目致力于向海軍水手介紹3D打印知識(shí),，并尋找3D打印的創(chuàng)新性應(yīng)用。

        “這個(gè)項(xiàng)目的真正目的是開(kāi)發(fā)3D打印零部件的程序和規(guī)則,，比如如何檢驗(yàn)部件質(zhì)量,、如何運(yùn)輸零部件，以及如何使用這些3D打印機(jī)等,�,！盠ambeth 說(shuō)。

        Print he Fleet項(xiàng)目是由海軍作戰(zhàn)部主任“快速創(chuàng)新單元”（CRIC）發(fā)起的——這是一群由初,、中級(jí)軍官組成的組織，主要任務(wù)是幫助識(shí)別和應(yīng)用新興技術(shù),。 上尉 Ben Kohlmann是Print the Fleet的項(xiàng)目經(jīng)理和CRIC的創(chuàng)始成員,，從2013年的3月份就開(kāi)始了這個(gè)項(xiàng)目。

        “在以前海軍并沒(méi)有一個(gè)關(guān)于3D打印的項(xiàng)目辦公室或明確,、特定的戰(zhàn)略,。”Kohlmann說(shuō),。很多單位和機(jī)構(gòu)都使用了3D打印技術(shù),，但都是臨時(shí)性的，并不協(xié)調(diào),。
       
        “我們的目的就是帶領(lǐng)大家協(xié)調(diào)一致,，形成合力，將其用于海軍前線,�,！彼�說(shuō),。Print the Fleet已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了大約20個(gè)3D打印物品，其中包括3D打印油箱蓋,、醫(yī)療用品以及一種跟蹤船上飛行作業(yè)的像棋盤一樣的東西,。

        “我們要打印出來(lái)的就是所謂的Ouija板的模型——這是兩棲攻擊艦和航空母艦上的飛行甲板模型——這可能是迄今為止最有用的3D打印物品了，因?yàn)樗�確實(shí)節(jié)省了很多的成本,�,！盞ohlmann 說(shuō)�,！耙唤MOuija板模型市場(chǎng)價(jià)介于8000至10000美元之間......而3D打印的話只需300到400美元,，還可以根據(jù)要對(duì)它進(jìn)行修改�,！边@些3D打印物品的創(chuàng)意主要來(lái)自水手,，Kohlmann說(shuō)。

        今年六月份,，一些企業(yè)成員,、軍人和記者被邀請(qǐng)到CDSA Dam Neck參加首次Print the Fleet創(chuàng)客活動(dòng)，在那里,，參觀者親眼看到了海軍致力于3D打印技術(shù)成熟應(yīng)用的努力,。我們計(jì)劃今后還舉辦類似的活動(dòng)，Lambeth說(shuō),。

        目前,，Print the Fleet主要使用的是基于FDM的3D打印技術(shù)，在HEL已經(jīng)有了兩臺(tái)使用塑料聚合物的3D打印機(jī),。Print the Fleet同時(shí)也會(huì)與周圍Norfolk,、Virginia Beach等地?fù)碛薪饘?D打印機(jī)的軍事單位進(jìn)行合作。Lambeth 說(shuō),。

        海軍中將Cullom說(shuō),，雖然海軍目前還處于增材制造應(yīng)用的開(kāi)始階段，但它擁有巨大的潛力,。

        “我堅(jiān)信,，3D打印和先進(jìn)制造技術(shù)將成為我們未來(lái)后勤維護(hù)和物流支持的突破性技術(shù)。我們可以獲得新的能力,，可以隨時(shí)快速維修,、打印工具和零部件，而不必?cái)y帶更多的備件,，這將最終改變我們的海上維修及物流供應(yīng)鏈,。”Cullom說(shuō)。

        美國(guó)海軍目前正在擬定關(guān)于增才制造的官方正式的戰(zhàn)略和愿景,，F(xiàn)rank Futcher上尉說(shuō),。他是海軍業(yè)務(wù)辦公室主任。這一愿景將包括海軍在未來(lái)20至30年內(nèi)的長(zhǎng)期目標(biāo),，他說(shuō),。

        Futcher預(yù)計(jì)將于2015年公布愿景，相應(yīng)的戰(zhàn)略也將隨后公布,，但具體的日期還沒(méi)有確定,，F(xiàn)utcher說(shuō)。

        2013年11月,，美國(guó)海軍作戰(zhàn)部長(zhǎng),，海軍上將 Jonathan Greenert宣布OPNAV N4計(jì)劃，艦隊(duì)?wèi)?zhàn)備和后勤辦公室將從2015年開(kāi)始,，接替海軍作戰(zhàn)發(fā)展中心,，成為Print the Fleet的直接管理機(jī)構(gòu)。,。

        “當(dāng)時(shí),，海軍作戰(zhàn)部長(zhǎng)并沒(méi)有明確任命他的工作人員去真正監(jiān)督（增材制造）�,！盕utcher說(shuō),。“他找人來(lái)核實(shí)報(bào)告,，然后試著看看這項(xiàng)新技術(shù)的能力,。他是從更高層次的角度，從戰(zhàn)略的高度來(lái)看的,�,！�

        在此之前，各個(gè)軍事單位和作戰(zhàn)中心各自進(jìn)行自己的3D打印應(yīng)用研究�,，F(xiàn)在,，隨著OPNAV N4監(jiān)督Print the Fleet項(xiàng)目的努力，海軍可以看到一些長(zhǎng)期的3D打印項(xiàng)目,，并吸取它們的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

        Futcher說(shuō),，目前在海軍共有60個(gè)不同的增才制造相關(guān)的項(xiàng)目,，Print the Fleet將會(huì)統(tǒng)籌管理這些項(xiàng)目。

        下一步將延伸到其它服務(wù)部門,、國(guó)防部和政府,，他說(shuō)。

        目前3D打印已經(jīng)在海軍內(nèi)部被用于工具、模具制造和原型,。Futcher設(shè)想將來(lái)3D打印機(jī)還可以制造更大的對(duì)象,，比如制造直升機(jī)轉(zhuǎn)子或飛機(jī)機(jī)翼。不過(guò)這種制造可不是分別制作出成千上萬(wàn)的零部件然后在組織,，而是一次打印出一個(gè)完整的記憶,，F(xiàn)utcher說(shuō)。3D打印機(jī)甚至可以被用來(lái)制造無(wú)人機(jī),，他說(shuō),。

        “如果往后看10到20年，我認(rèn)為3D打印微型無(wú)人機(jī)完全可能,�,！盕utcher說(shuō)。他們一開(kāi)始會(huì)打印簡(jiǎn)單點(diǎn)的,，但最終打印對(duì)象會(huì)變得越來(lái)越復(fù)雜,。

        4D打印也在美國(guó)海軍的考慮之中。利用納米技術(shù),、機(jī)器人技術(shù)和增才制造,，科學(xué)家們正在試圖打印出能夠?qū)Νh(huán)境變化做出反應(yīng)的對(duì)象，F(xiàn)utcher說(shuō),。Dave Barrett是美國(guó)海軍業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)支持辦公室的項(xiàng)目分析師和OPNAV增材制造項(xiàng)目的首席執(zhí)行人員,。他說(shuō)，4D打印技術(shù)具有“巨大的軍事用途前景,�,！崩�如，飛機(jī)上的4D打印機(jī)翼根據(jù)空氣中的紊流變化改變其形狀,，以更好地保持穩(wěn)定的飛行,。Barrett說(shuō)。

        這種技術(shù)正處于起步階段,，他說(shuō),。而3D打印技術(shù)則相對(duì)更為成熟。

        今年早些時(shí)候,，Stratasys公司的uPrint打印機(jī)登上了Essex兩棲攻擊艦,，當(dāng)時(shí)它正在停靠維修,。

        uPrint是一種使用熱塑性塑料的高端桌面3D打印機(jī),。Lambeth說(shuō)，3D打印機(jī)已成功安裝并打印出來(lái)幾個(gè)零部件,。

        他說(shuō),，水手們很快就掌握了3D打印機(jī)的操作,，但在使用CAD軟件方面經(jīng)常會(huì)遇到麻煩。
       
        “在未來(lái),，我們可以在陸上的進(jìn)行工程設(shè)計(jì),，制作出可打印的CAD模型，他們只需要在船上把它打印出來(lái)就行了,�,！彼�說(shuō)。

        Lambeth說(shuō),，Essex近日將進(jìn)行海上試航,，看看移動(dòng)船只上的環(huán)境條件——比如濕度或重力——變化是否會(huì)影響到3D打印機(jī)。航行過(guò)程中工程師會(huì)打印零部件并進(jìn)行測(cè)試,，主要測(cè)試零部件強(qiáng)度和質(zhì)量,。

        通過(guò)像Print the Fleet這樣的項(xiàng)目，美國(guó)海軍的目標(biāo)之一是讓水手們更好地了解如何使用3D打印,。今年八月,，海軍大西洋水面部隊(duì)指揮官在Norfolk 與Print the Fleet聯(lián)合舉行了一次研討會(huì)。這次會(huì)議邀請(qǐng)了一些專家,，并展示了一些3D打印項(xiàng)目,，主要目的是向一線作業(yè)的水手們介紹3D打印能夠做到什么，以及水手們?nèi)绾卧诠ぷ髦惺褂盟��?br />

越来越猛