近日，ExOne獲得美國(guó)國(guó)防部一份合同，以開發(fā)一個(gè)完全可操作的3D打印移動(dòng)“工廠”。該工廠將被安置于約12米長(zhǎng)的運(yùn)輸集裝箱中，可通過陸、海、空直接部署在野外，支持戰(zhàn)區(qū)、災(zāi)難救濟(jì)或其他遠(yuǎn)程零件制造任務(wù)。

美國(guó)在全球80個(gè)國(guó)家/地區(qū)擁有1000多個(gè)軍事設(shè)施，占全球基地總數(shù)的95％，將增材制造用于裝備維護(hù)被美軍格外重視。2012年，美軍快速裝備部隊(duì)就率先交付了首個(gè)移動(dòng)遠(yuǎn)征實(shí)驗(yàn)室；2013年，美軍在阿富汗戰(zhàn)區(qū)又實(shí)地部署了第2個(gè)移動(dòng)遠(yuǎn)征實(shí)驗(yàn)室。除了基于激光的3D打印工藝，美軍致力于引入更多的新型制造技術(shù)和維修工藝，而這次為什么是ExOne？

圖1：脫脂燒結(jié)爐也將集成于移動(dòng)方艙內(nèi)部

該公司首席執(zhí)行官介紹，由于速度、材料的靈活性和易用性，粘結(jié)劑噴射3D打印是軍事用途的關(guān)鍵制造技術(shù)。ExOne的3D打印機(jī)支持20多種金屬、陶瓷或復(fù)合材料零件生產(chǎn)，能夠直接制造最終產(chǎn)品或工具。ExOne正在開發(fā)一種特殊的軍用3D打印機(jī)，升級(jí)后的裝備將具有獨(dú)特的機(jī)身樣式和其他功能，使其成為強(qiáng)大的軍事級(jí)產(chǎn)品。

毫無疑問，從現(xiàn)在開始的幾年里，ExOne的技術(shù)將在迅速滿足關(guān)鍵需求方面發(fā)揮重要作用。

軍用3D打印移動(dòng)方艙的好處

使用3D打印工藝現(xiàn)場(chǎng)制造零件，軍隊(duì)可以將車輛或其他裝備（如坦克等）的停止運(yùn)行時(shí)間從數(shù)周、數(shù)月減少到幾天或更少，同時(shí)還可以降低軍事成本。

理想情況下，維修人員可在不到48小時(shí)的時(shí)間內(nèi)使用3D打印制造損壞的零件，并在沒有全套工具的情況下完成加工。這種方法將節(jié)省關(guān)鍵時(shí)間（傳統(tǒng)機(jī)械加工通常需要4到6周時(shí)間），同時(shí)還可以減少浪費(fèi)以及在危機(jī)地區(qū)進(jìn)行昂貴庫存的需求（好戰(zhàn)之國(guó)，駐軍之地必有備品庫存）。

這份價(jià)值160萬美元的合同由美國(guó)國(guó)防后勤局（DLA）于2020年8月授予，該合同將專門致力于提高ExOne商用粘結(jié)劑3D打印機(jī)在各種工作條件下的耐用性，同時(shí)保持高品質(zhì)的最終零件質(zhì)量。此外，該項(xiàng)目的目標(biāo)還包括通過軟件和培訓(xùn)來簡(jiǎn)化對(duì)該技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)使用的能力要求，因此只需很少的技術(shù)知識(shí)就可以使用移動(dòng)方艙。

在任務(wù)執(zhí)行過程中，后勤人員不必再攜帶各類具體的零件備件，只需要攜帶相關(guān)的3D打印材料和零件的數(shù)字文件。如果一些較舊的零件缺乏數(shù)字文件，工作人員也可以在現(xiàn)場(chǎng)輕松地進(jìn)行3D掃描或數(shù)字化設(shè)計(jì)，并根據(jù)需要進(jìn)行3D打印。至于材料，在戰(zhàn)時(shí)任務(wù)中，只需要一定強(qiáng)度的替代品，而無需尋求具體零件的原始制造材料。

為了加快移動(dòng)方艙的開發(fā)，ExOne將與具有該項(xiàng)目特殊工程專業(yè)知識(shí)的多個(gè)伙伴合作。包括專門從事材料工程、復(fù)合材料制造和DoD武器系統(tǒng)的德國(guó)Dynovas公司，為航空、國(guó)防和太空市場(chǎng)提供復(fù)雜復(fù)合材料組件的智利Applied Composites公司，以及可為3D打印方艙設(shè)計(jì)和制造提供助力的AC-SD公司。

延伸閱讀：我國(guó)航空部件機(jī)動(dòng)式增材制造方艙交付XXX機(jī)務(wù)大隊(duì)使用

2019年12月，由原西安空天能源動(dòng)力智能制造研究院第二事業(yè)部（現(xiàn)西安空天機(jī)電智能制造有限公司）、空軍工程大學(xué)、解放軍5702工廠、北京易加三維科技有限公司、西安交通大學(xué)等單位研發(fā)的航空部件機(jī)動(dòng)式增材制造方艙正式交付XXX機(jī)務(wù)大隊(duì)使用。該增材制造方艙將粉末床增材制造技術(shù)、智能監(jiān)控技術(shù)和移動(dòng)方艙創(chuàng)新性結(jié)合，為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。

表1：主要技術(shù)參數(shù)

該裝備采用車載方艙和增材制造技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)“從計(jì)算機(jī)模型到實(shí)物”的快速制造和再制造，對(duì)裝備維修保障中的小批量零件快速制造和結(jié)構(gòu)損傷快速修復(fù)具有極佳的適用性，實(shí)現(xiàn)“在哪里需要、在哪里保障、在哪里應(yīng)急制造”。此外，該裝備還搭載我國(guó)自主研發(fā)的激光增材過程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)零件加工質(zhì)量可控，并生成制造過程數(shù)據(jù)包以便回溯，提高外場(chǎng)生產(chǎn)制造零件的質(zhì)量、效率、性能和可靠性。

據(jù)相關(guān)人員介紹，小批量（引進(jìn)、停產(chǎn)）航空裝備的備件應(yīng)急保障是世界各國(guó)空軍的共性難題。航空裝備對(duì)應(yīng)急制造的零件實(shí)效性、質(zhì)量、精度和穩(wěn)定性要求很高。此次交付的增材制造方艙，解決了制造過程實(shí)時(shí)智能監(jiān)控、車體穩(wěn)定性、平臺(tái)緊固防震與可移動(dòng)性匹配、惡劣環(huán)境下粉末床成形工藝優(yōu)化、電磁環(huán)境兼容等大量關(guān)鍵技術(shù)難題。

未來增材制造方艙將堅(jiān)持“技術(shù)創(chuàng)新為根，價(jià)值產(chǎn)品為本”的理念，以“自動(dòng)化、智能化、信息化”創(chuàng)新技術(shù)為牽引，以更為積極的狀態(tài)研制航空保障裝備。