美國3D打印手槍餘(yu) 熱未減，近日，北約“三叉戟接點”軍(jun) 演又傳(chuan) 出動用3D打印備件修好了因寒冷而引起故障的卡車、坦克的消息。“3D打印製造備件可以立即交付，無需等待從(cong) 倉(cang) 庫運零件來。”北約秘書(shu) 長斯托爾滕·貝格在北約工業(ye) 論壇上說。在維修過程中，有時卡車上一個(ge) 2.51美元的滅火帽從(cong) 美國運輸過來就需要126天。

近日，美國陸軍(jun) 工程師研發中心操作世界上最大的混凝土3D打印機，在40個(ge) 小時內(nei) 打印出了一個(ge) 46.45平方米的軍(jun) 營小屋。

除了打印零部件，日前，韓國軍(jun) 營還打印出了訓練用地雷和迫擊炮彈，並預計將在2025年常規性采用3D打印設施。除此之外，英軍(jun) 未來“科幻戰艦”也可能采用3D打印武器，包括打印無人機群、電磁炮或激光炮等。那麽(me) ，通過3D打印技術製造的武器裝備能在戰場上大顯神威嗎？還是會(hui) 因太過脆弱而被打趴？

適宜打印武器零部件和複雜結構件

“從(cong) 技術原理上講，3D打印可以滿足軍(jun) 事上對普通裝備的需求，帶來一種移動式、快捷性的備件保障模式。”國防科技大學前沿交叉學科學院國家安全與(yu) 軍(jun) 事戰略研究所所長、國防科技戰略研究智庫研究員朱啟超對科技日報記者表示。“3D打印在軍(jun) 事上是有特殊用途的。”軍(jun) 事科普作家俞碩舉(ju) 例道，當卡車的液壓管路接頭或者點火帽在緊急情況下出現故障，3D打印可以緩解燃眉之急。

3D打印材料

始於(yu) 1892年的3D打印技術受限於(yu) 打印材料和打印方法，發展一直比較緩慢。近年來，3D打印產(chan) 品才開始應用於(yu) 食品、建築、醫療衛生、航空航天等多個(ge) 領域，隨著3D打印技術在金屬零部件製造上取得較大進展，各大國開始探討其在武器裝備製造與(yu) 維修中的應用。

3D打印配件

在武器裝備研製、製造、維修和複雜結構件的生產(chan) 等方麵，3D打印應用前景廣泛，此外，偽(wei) 裝防護設備製作、後勤保障以及醫療部件及救助用具製作的應用也逐漸增多，因而逐漸成為(wei) 世界軍(jun) 事強國關(guan) 注和爭(zheng) 奪的焦點。2012年，美國在重整製造業(ye) 計劃中將3D打印技術列為(wei) 重點發展的11項技術之一，還於(yu) 2012年和2013年部署了兩(liang) 個(ge) 基於(yu) 3D打印技術的移動遠征實驗室，驗證基於(yu) 3D打印技術的裝備維修保障。

3D打印出F-35聯合攻擊戰機機翼

3D打印對軍(jun) 用武器及設施維修療效顯著，能直接在戰場上把需要的零部件“打印”出來，及時、精準完成受損裝備的維修保障，快速恢複作戰能力；從(cong) 3D設計到零件加工的完成僅(jin) 需幾小時到幾十小時，不需要傳(chuan) 統製造方式的鑄錠、製胚、模具、模鍛等過程，可以快速低成本地進行原型機生產(chan) ；整個(ge) 生產(chan) 過程數字化，可隨時修正、隨時製造，成形幾乎任意形狀的零件；特別是對複雜結構零部件的製造周期明顯縮短；必要時可由後方設計人員根據前線維修需求臨(lin) 時設計新的維修工具。

批量化製造效率過慢且條件苛刻

傳(chuan) 統製造是以多餘(yu) 材料去除和切削加工為(wei) 主的減材製造，3D打印是一種“自下而上”材料累加的製造方法，被稱為(wei) 增材製造技術。相關(guan) 資料顯示，3D打印已經有十幾種成形方法，主要分為(wei) 兩(liang) 類，第一類是基於(yu) 激光技術的成形方法，比如立體(ti) 光刻、選擇性激光燒結等；第二種是非激光技術的快速成形方法，比如三維打印、熔絲(si) 沉積等。

立體(ti) 光刻技術材料有限不能多色成型

然而，這種方式製造的軍(jun) 用裝備顯露出了不可避免的缺陷。“一層一層打印的方式決(jue) 定軍(jun) 用打印成品一般尺寸不會(hui) 太大，效率低，強度和質量堪憂。”俞碩舉(ju) 例道，一台3D打印機50分鍾左右生產(chan) 一個(ge) 小型備件，而傳(chuan) 統基於(yu) 模型澆注的方式可能一分鍾就能生產(chan) 好幾個(ge) 。

3D打印圖紙

此外，眾(zhong) 所周知，3D打印手槍和武器受材料性能限製，既不承壓也不受力，用幾次便會(hui) 損壞。國外發布的資料顯示，3D打印材料包括熱塑塑料、尼龍、特製剛性透明材料、聚丙烯、鈦合金、碳纖維等近20種，涵蓋了目前絕大部門工業(ye) 產(chan) 品采用的材料類型，加上現有3D打印技術製作的零部件最大尺寸可達立方米級，滿足武器裝備絕大部分零部件的製作需求。

熔絲(si) 沉積成型後表麵粗糙

對此，朱啟超持懷疑態度：“難在打印材料是否符合要求。特種裝備對材料要求極高，比如合金就涉及到金屬材料的配比，這直接影響裝備的使用壽命，否則打印產(chan) 品不符合要求也沒法使用。”他指出，3D打印作為(wei) 一種製造技術受材料製約，此外，零部件使用中需要承受何種程度的高溫、高壓、耐腐蝕環境，也是需要考慮的。否則，3D打印即使可以打印出外形漂亮的產(chan) 品，但也可能不敷使用。

世界最小3D打印無人機

俞碩對此看法也表示了認同：“如果武器裝備要在高溫、高壓環境中作戰，必須要依靠非常難的成形技術才能保證武器裝備的強度。”他認為(wei) ，3D打印卡車是不可能的，不僅(jin) 因為(wei) 卡車尺寸太大，最關(guan) 鍵的是卡車的梁與(yu) 框架等受力部件都是無法打印的。多位專(zhuan) 家還指出，受技術、成本的限製，3D打印技術難以取代大規模流水線生產(chan) 。此外，目前3D打印成品的精度還不盡如人意，打印效率還遠不能適應大規模生產(chan) 的需求。“卡車生產(chan) 線一天生產(chan) 成百上千輛，3D打印生產(chan) 一輛可能好幾天。”俞碩說。

發展更偏重零件多樣化與(yu) 自身小型化

“從(cong) 世界範圍看，軍(jun) 事上3D打印不是很普遍，畢竟作為(wei) 新型製造技術還在探索中，也不是每個(ge) 國家都能用上這個(ge) 技術。”朱啟超說，“盡管現在這種技術出現在了北約軍(jun) 隊中，但事實上它的軍(jun) 事應用落地還是很難。”

全球最大導彈生產(chan) 商雷神公司使用3D打印技術製作的導彈部件

俞碩表示：“大部分國家還沒有應用，主要是沒找到合適的軍(jun) 事用途。”資料顯示，未來3D打印技術在軍(jun) 事領域的發展主要體(ti) 現在提升材料多樣性以滿足武器裝備零部件多樣性需求；3D打印係統向小型化方向發展，適應野外戰爭(zheng) 迅速精確保障要求。據報道，美軍(jun) 為(wei) 戰場官兵研發了一款小型3D打印機，可以放在官兵的背包中並在戰場中使用。

“3D打印實驗室隨軍(jun) 前行是可以的，但必須是一米內(nei) 的小型集裝箱才能現實，用於(yu) 打印小零件。”俞碩說，如果真的扛著房子大小的設施前行，在軍(jun) 事上非常礙事。此外，3D打印的效率也是將來應用的重要考量，“半小時修複受損裝備是有價(jia) 值的，如果要花一天時間那就沒價(jia) 值了，修什麽(me) ？敵人都來了。”俞碩認為(wei) ，武器裝備零部件損壞，更現實的途徑是購買(mai) 一個(ge) 新的，隻有在偏遠地區3D打印機才適用，“它的效費比很低，大概打印上千次產(chan) 品才能收回成本。因此普遍性隨軍(jun) 前行不樂(le) 觀。”至於(yu) 風洞試驗中是否能使用3D打印製成的飛機、導彈、火箭模型來獲取試驗數據，俞碩認為(wei) ，這些複雜模型傳(chuan) 統工藝做起來比較複雜，3D打印的效率反而會(hui) 高一些。朱啟超則表示，3D打印與(yu) 風洞試驗能否兼容仍舊取決(jue) 於(yu) 風洞試驗所需模型的材料是否達標。