美國(guó)空軍3D打印備件以解決維護(hù)問(wèn)題

2022年5月6日，南極熊獲悉，美國(guó)空軍(USAF)引進(jìn)了一臺(tái)3D打印機(jī)，未來(lái)可實(shí)現(xiàn)指揮控制系統(tǒng)(SACCS)備件的定制生產(chǎn)。

△第595 SCS的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員在Offut空軍基地，使用3D打印機(jī)為警報(bào)燈構(gòu)建了一個(gè)燈罩。圖片來(lái)自美國(guó)空軍

該部門(mén)的老設(shè)備因供應(yīng)商已停止對(duì)它進(jìn)行服務(wù)，目前無(wú)法及時(shí)維護(hù)，所以它們采用了3D打印技術(shù)來(lái)解決此問(wèn)題?，F(xiàn)在，已利用該技術(shù)生產(chǎn)出了一批故障警告燈罩配件，為美國(guó)空軍節(jié)省了約為 4000多美元的費(fèi)用，僅此一項(xiàng)就就收回了打印機(jī)和掃描儀的成本。以前，修復(fù)該系統(tǒng)故障指示器的唯一方法是更換整個(gè)總成，成本高達(dá)7187美元。

國(guó)家空降作戰(zhàn)中心和第595指揮控制大隊(duì)指揮官布萊恩·戈?duì)柕巧闲Ｕf(shuō)：“使用3D打印機(jī)技術(shù)，未來(lái)可為國(guó)防部節(jié)省數(shù)千美元的維護(hù)費(fèi)。”

美空軍使用3D打印的那些事
該空軍在各種應(yīng)用和項(xiàng)目中，使用3D打印技術(shù)已有一段時(shí)間了。早在2020年，空軍維修中心的工程師成為第一個(gè)在美國(guó)空軍飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)上，測(cè)試3D打印金屬部件的人。

△3D打印鼻子模擬器。圖片來(lái)自美國(guó)AFRL

而后，開(kāi)始他們逐漸嘗試，為一種新型3D打印鼻子模擬器申請(qǐng)了專(zhuān)利（主要用于復(fù)制人類(lèi)鼻腔，用于科學(xué)研究），并聘請(qǐng)了電路板制造專(zhuān)家BotFactory開(kāi)發(fā)一種全自動(dòng)桌面電子3D打印機(jī)，作為其“AFWERX”計(jì)劃的一部分。之后與3D打印機(jī)制造商O(píng)ptomec簽訂了一份價(jià)值500000美元的合同，意在開(kāi)發(fā)和優(yōu)化3D打印技術(shù)，用于修復(fù)戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片，進(jìn)一步縮減配件替換周期。

最近，美國(guó)空軍與航空航天公司Boom Supersonic簽訂了一份價(jià)值6000萬(wàn)美元的合同，以加速推進(jìn)“Overture”超音速飛機(jī)的研發(fā)，并資助了3D打印專(zhuān)家Senvol正在開(kāi)發(fā)的AI智能技術(shù)，以上都是在推動(dòng)3D打印在航空航天上的廣泛應(yīng)用。

△第595 SCS的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員從Offut空軍基地的3D打印機(jī)上，取下構(gòu)建好的燈罩。圖片來(lái)自美國(guó)空軍

正在使用3D打印解決維護(hù)問(wèn)題
目前美國(guó)空軍最新的3D打印重點(diǎn)項(xiàng)目之一，是為SACCS的第595戰(zhàn)略通信中隊(duì)改進(jìn)技術(shù)和降低維護(hù)成本。

該部門(mén)可為洲際彈道導(dǎo)彈提供快速定位、部隊(duì)分配和緊急行動(dòng)作戰(zhàn)的能力，并在全球252個(gè)基地?fù)碛形ㄒ坏木S修站維修權(quán)限。他們?nèi)旌蜻\(yùn)行24/7，平均每年處理超過(guò)8400萬(wàn)條美國(guó)戰(zhàn)略司令部信息。

文中開(kāi)頭介紹的3D打印燈罩，他們的原設(shè)備已經(jīng)有70年的歷史了，這種配件的供應(yīng)商早已停止了生產(chǎn)，所以他們必須考慮其他的解決方案。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)3D掃描來(lái)配置燈罩的設(shè)計(jì)和尺寸，同時(shí)大大縮減了生產(chǎn)時(shí)間和制造流程，很快就實(shí)現(xiàn)了復(fù)刻。

“打印燈罩僅是他們?nèi)粘＞S護(hù)的一個(gè)小例子，未來(lái)3D打印將為該部門(mén)實(shí)現(xiàn)更多的現(xiàn)代化生產(chǎn)制造。”Golden說(shuō)“當(dāng)我們意識(shí)到3D打印在替換配件方面的潛力時(shí)，這對(duì)于未來(lái)想要保持領(lǐng)先的工業(yè)能力十分重要?！?br />

△595戰(zhàn)略通信中隊(duì)的NC3網(wǎng)絡(luò)技術(shù)員，正在基地的3D打印機(jī)上進(jìn)行操作。圖片來(lái)自美國(guó)空軍

現(xiàn)在該提案已獲得空軍全球打擊司令部的批準(zhǔn)，他們將打印好的燈罩?jǐn)?shù)據(jù)通過(guò)云端共享，讓其他美國(guó)空軍單位也能夠快速制造同類(lèi)型的替換件。

展望未來(lái)，該部門(mén)計(jì)劃部署3D打印技術(shù)，大量構(gòu)建和生產(chǎn)他們已經(jīng)不能再生產(chǎn)的組件。他們宣傳還將擴(kuò)大該技術(shù)的用途，以支持第595指揮和控制小組內(nèi)其它用途。