美海軍大力發展3D列印技術

原標題：美海軍大力發展3D列印技術

　　【據美國海軍網2018年9月17日報道】「阿里·伯克」級導彈驅逐艦「鍾雲」（DDG93）號碰到一個難題，無法快速解決：飛機庫艙門滾輪總成上的一個螺栓被擠壓斷裂，導致艙門無法正常開啟和關閉。如更換新螺栓，美海軍需要採購一個全新的滾輪總成，而所花費的時間是「鍾雲」號無法承受的。

作為美海軍第三航母戰鬥群的一部分，「鍾雲」號與尼米茲級航空母艦「約翰·斯坦尼斯」號（CVN 74）及其機械修理廠非常接近。該修理廠已經開始使用新技術為「鍾雲」號節省時間和資金。

「約翰·斯坦尼斯」號航母的首席工程師肯尼斯·霍蘭中校及其團隊收到了「鍾雲」號的請求，要求他們提供一個新螺栓，以修理機庫艙門。作為負責艦隊戰備和後勤部「增材製造加速計劃」的海軍作戰部副主任，霍蘭認為，海軍海上系統司令部（NAVSEA）已於今年4月安裝了3D印表機，這是一個使用3D印表機的絕佳機會。

「目前3D印表機可用來解決一些小問題。」霍蘭說。「它可以用來製造零部件，而這些零部件通常需要你購買集成化程度更高的配件才能得到。」

美軍將「鍾雲」號斷裂的螺栓寄送給「約翰·斯坦尼斯」號航母的一級機械修理員柯林頓·巴洛。他的目標是使用三維CAD建模軟體，根據螺栓的幾何圖形創建數字化虛擬螺栓，並用來製造實際零件。但在創造任何零件之前，巴洛和他的團隊必須接受適當培訓以更好使用3D印表機。

「在最近的航行中，來自海軍海上系統司令部的代表和我們一起出海，教授我們如何使用印表機。」三級機械修理員布萊恩·馬修斯說。「首先我們在基波特接受為期一天的培訓，主要是熟悉設備；然後代表和我們一起出航的時候，我們就有機會接觸機器，看看它們是由什麼做成的。」

經過培訓，巴洛複製了一個螺栓，送回到「鍾雲」號並確保新創建的螺栓設計能夠滿足機庫艙門總成的特定需求，然後團隊回到「約翰·斯坦尼斯」號繼續用金屬材料製造新螺栓。

「我們可以複製那個螺栓，把它送回到船上，詢問它的長度是否合適、螺紋是否合適，這就是你們需要我們做的。」巴洛說。「我不用花時間去切割所有的金屬，這可能需要6個小時才能完成；我可以列印一個，並在列印過程中進行修改，這既節省時間又省錢。」

「鍾雲」號的螺栓只是未來3D印表機功能的一個例子。霍蘭和他的團隊還為一些看似無足輕重的系統設計了其他零部件，這些零部件可以有效地為艦艇和海軍節省資金。

「比如，由於缺乏任何可替換的旋鈕，航空中繼級維修部（AIMD）的一台校準機器無法工作。」霍蘭說。「我們能夠製造出一個簡單的塑料旋鈕，通過創造這個旋鈕，即使這個旋鈕很小，但我們能夠讓這台機器恢復運轉。」最終，由巴洛設計、3d印表機製作的塑料旋鈕為艦船節省了一大筆資金。

「他們本來不得不採購一款全新的售價為5300美元的校準器。」巴洛說。「但他們給我帶來了旋鈕，我進行設計，並把它放回校準機器，使其正常運轉。他們本需花5300美元買一個新系統，但是列印一個旋鈕僅需6美分。」

創建一些零部件有時僅需一個小時左右。艦員所做的就是提供需要創建的零部件樣品並提出需求，然後由工程部指揮系統的各個成員依據零部件的大小和複雜程度進行授權。一旦請求被批准，巴洛將使用基本的幾何圖形將零部件拆分為不同的小塊，並重新設計成三維模型。在完成軟體設計後，它會被發送到另一個程序中，將小塊拼接成不同的分段，這樣印表機就可知道在內部應填充多少物料，以使其堅固耐用。最後，設計被發送到印表機，使用塑料列印出來。

3D列印是邁向先進技術新時代的一步，可使海軍成為更有效的戰鬥力量。霍蘭和他的團隊正在尋找使用這種設備的新方法，以為海軍節省工時和資金。3D列印是美海軍未來的發展方向，它將用於航行艦艇上保持系統正常運轉，而「約翰·斯坦尼斯」號航母正在利用這一技術。（中國船舶工業綜合技術經濟研究院清風，名貴）

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