為了確定3D打印技術(shù)在未來供應(yīng)鏈中的潛在作用，美國陸軍正著手拆解一架UH-60黑鷹起重機(jī)，并對全部2萬個(gè)組件獨(dú)立進(jìn)行3D掃描。

由威奇托州立大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)拆解項(xiàng)目于5月正式公布，目前正順利進(jìn)行并已取得一定進(jìn)展。

項(xiàng)目希望將組件掃描集合用于創(chuàng)建黑鷹直升機(jī)的數(shù)字孿生副本，即將所有組件整理成一份可3D打印的目錄。之后，陸軍即可對某些可能因太過陳舊或用量過少的備件進(jìn)行逆向工程與3D打印，解決潛在的供應(yīng)難題。

陸軍方面還透露，后續(xù)計(jì)劃將該項(xiàng)目擴(kuò)展到黑鷹以外的其他用例當(dāng)中。

陸軍航空與導(dǎo)彈司令部司令Todd Royar少將表示，“我們將評估每個(gè)零件，但并不一定要根據(jù)先進(jìn)的增材制造工藝對各個(gè)零件進(jìn)行優(yōu)化。我們的目標(biāo)是從UH-60起步逐個(gè)檢查所有零件，這將是首批擁有明確3D文件的軍用零件。”

不止于黑鷹

黑鷹起重機(jī)的整套模型預(yù)計(jì)將在未來幾個(gè)月內(nèi)掃描完畢，但更大的挑戰(zhàn)在于確定哪些部件適合3D打印、特別是增材制造后仍可滿足激烈的戰(zhàn)爭對抗需求。陸軍需要對各個(gè)部件做測試，確保其不僅滿足武裝部隊(duì)的要求，同時(shí)也滿足美國聯(lián)邦航空局提出的航空安全標(biāo)準(zhǔn)。

Royar補(bǔ)充道，“只要擁有3D模型，那么打印環(huán)節(jié)就沒什么困難了。接下來的難題，是如何確保零件符合我們的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。比如說，必須考慮金屬件由什么材質(zhì)制造、具體使用哪種合金。如果將其放入3D打印機(jī)，打印輸出的公差是否處于合理范圍之內(nèi)。特別是重復(fù)打印制造時(shí)，能否保證公差始終符合要求?！?/p>

陸軍下轄的各師部也在紛紛效仿，開展類似的“庫存審查”，希望確定自身的實(shí)際3D打印水平。陸軍通信電子司令部已經(jīng)評估了約三分之一的庫存，即9.8萬個(gè)零件，并確定其中237個(gè)適合進(jìn)行增材制造。同樣的，陸軍坦克與汽車司令部（TACOM）也在篩選可3D打印的候選零件，但截至目前只確定了一種。

坦克與汽車司令部司令員Darren Werner將軍補(bǔ)充道，“我們還在研究如何使用移動焊接與車間套件（MWSS）實(shí)現(xiàn)軍械的再制造、改進(jìn)和維修。該套件配備有五軸承切割機(jī)與聚合物打印機(jī)，整體存放在可靈活運(yùn)輸?shù)募b箱內(nèi)。因此，我們希望充分發(fā)揮其中潛力、找到修復(fù)和組裝更多零件的方法。”

數(shù)字孿生項(xiàng)目的其他應(yīng)用

即使最終確定零件無法進(jìn)行3D打印，美國陸軍同樣針對各類場景制定了應(yīng)急計(jì)劃。首先，數(shù)字模型對于預(yù)測性維護(hù)有著重大意義，可通過計(jì)算仿真來預(yù)測零部件何時(shí)可能需要更換。3D模型還能在士兵的VR訓(xùn)練中有所應(yīng)用，幫助他們在虛擬環(huán)境下熟悉武器系統(tǒng)中各個(gè)零部件的組裝方法。

當(dāng)然，龐大的敏感武器原理圖數(shù)據(jù)庫也有相應(yīng)的缺點(diǎn)，特別是成為網(wǎng)絡(luò)攻擊活動的優(yōu)先目標(biāo)。陸軍方面已經(jīng)表示，將建立一套分層防御體系來解決安全問題，部分模型甚至將完全離線存儲在本地設(shè)備當(dāng)中。

這當(dāng)然不是美國陸軍第一次關(guān)注3D打印技術(shù)。此前，美國陸軍航空醫(yī)學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室的研究人員就曾借助3D打印方法，為士兵生產(chǎn)和測試可定制型耳塞。他們在耳塞中引入了陸軍科學(xué)家研制的新技術(shù)，以防止武裝部隊(duì)成員因轟鳴的戰(zhàn)場底噪蒙受聽力損傷。

此外，陸軍之前還發(fā)現(xiàn)一種通過傳感器測試來檢測和監(jiān)視馬氏體時(shí)效鋼磨損的方法，能夠借此預(yù)測3D打印零件的性能。與數(shù)字孿生項(xiàng)目類似，這些測量值也能幫助軍方預(yù)測零件何時(shí)會退休或失效，確保及時(shí)準(zhǔn)備并更換相應(yīng)零件。