雷神(Raytheon)是一家有超过90年历史的老牌军火商,也是世界上最大的制导导弹的生产商,该公司使用和试验3D打印技术已有多年,特别是在成型过程。
如今,该公司表示,他们已经3D打印了一个制导武器上所需要的所有部件,其中包括火箭发动机、用于引导和控制系统的部件、导弹尾翼等。另外,雷神的一名工程师Jeremy Danforth已经表示,在未来的军事作战中,人们有可能会根据需要在战场上3D打印导弹。
3D打印的导弹
雷神公司目前正在开发一种技术以打印出复杂的电路和微小的微波元件,这些元件可以用于制造该公司的爱国者空中和导弹防御系统——一种远距离、高海拔、全天候系统,能够抵御来自战术弹道导弹、巡航导弹,甚至是飞机和无人机的威胁。
雷神公司增材制造经理Leah Hull表示,利用3D打印技术,使用的部件一体化程度高并且数量减少,从而缩短了开发周期、加快了零部件生产速度、简化了供应链。另外,一些以往无法加工的复杂构造金属部件也可以更容易生产出来。
3D打印的中程导弹火箭推进器阵列
Hull相信,或许有一天3D打印导弹会成为一种简化的工艺,使得士兵们能够当场打印并组装出导弹。虽然就目前来看,由于这种复杂的武器系统涉及的环节非常多,要实现这一点还需要相当长时间。但是雷神已经证明,3D打印出这些武器是可能的。
“在一个战士可以在战场打印导弹之前,”负责麻省Lowell研究所雷神大学项目的Chris McCarroll解释说,“你需要一个能够保证质量、受控制的过程来制造所有的部件材料:金属定位板和塑料连接器、半导体芯片和推进系统等等。 而且,将这些部件连接起来也是一个很大的挑战。举一个例子——负责接收命令点燃引信的集成控制电路,你需要在相对短的时间里把芯片放进去然后通过打印将其连接起来。或者在未来,也许你只需要3D打印出来就行了。”
工程师Jeremy Danforth表示,雷神公司目前还处于3D打印导弹“许多导引头部件的演示演示版”阶段,而其他公司已经3D打印弹头了。他说,到目前为止,他的公司已经能够3D打印一枚完整可用导弹的80%部件。
雷神公司目前正在专注于使用3D打印来替代其它大部分的减材制造方法。因为它能够节省时间、金钱和材料,同时使得以前不可能制造的东西,现在已经成为一种可行的选择。
“你可以设计出以前无法加工的内部结构。”雷神公司工程师Travis Mayberry解释说。“我们正在使用3D打印技术改善武器的热力学性能和实现轻质结构,以及以前我们无法使用任何其他制造方法实现的设计。”
雷神公司目前正在同时使用高端3D打印机和自己定制改造的低成本机器来打印功能性及非功能性对象和组件,材料浪费大幅减少。
“目前在增材制造水平上,我们已经达到了这样的层次:我们能够用正确的材料制造结构、壳体、电路卡,然后将它们集成到一个系统中。”McCarroll说。“我们将在不久的将来看到打印电子器件,但仍需要组合。最终,我们要打印出一个一体化的集成系统。”