美軍未來或為士兵配3D印表機造武器零件

近幾年，美國陸軍一直在使用3D列印技術。2014年，五角大樓將更多地涉足3D列印行業。其最新的進展就是採用3D電子列印技術，允許將天線列印至頭盔或將感測器列印至衣服中，以及在單個列印作業中列印無人機機翼。

　　研究人員使用噴墨印表機和電流傳導油墨，如銀來列印電子器件。這一工藝使工程師可將感測器直接列印至武器或一件衣服中。例如，將由銀納米粒子構成的無線電天線列印至一個靈活的聚醯亞胺襯底上，然後嵌入士兵的頭盔中，取代目前附著在頭帶上的天線。或者，電子器件可列印至火炮旁側，從而釋放更多空間。

　　這一研究潛在的益處包括製造更小、更輕的電子器件，並減少廢料，以及現場製造物品的能力。

　　皮卡汀尼兵工廠材料工程和列印電子器件、能源、材料和感測器的聯合主席詹姆斯•蘇尼諾表示，「不必加工出多個感測器和天線，然後將其放入模型中，我可以利用印表機將這些電子器件列印至模型中，他們就已經嵌入到模型中了。與傳統工藝相比，列印的電子器件不用採用化學方法腐蝕掉所有材料，僅需按照自己的意願將其列印出來即可。這種方式更加環保，並更具成本效益，並且更能節省時間。」

　　電子產品也可以配備響應型感測器，如一些在炭疽存在的情況下改變屬性，以探測化學物品併發出警告的感測器。

　　從更大規模上來看，工程師還可將天線和列印的電子器件嵌入至採用3D列印技術製造的無人機機翼中。此前，人們無法在一張金屬板中製造出無人機機翼，因為布線孔非常複雜。但有了3D列印，工程師可以在機翼每片製造時布置所有的線孔。

　　蘇尼諾稱，「你可以列印帶有電子器件、天線和感測器的無人機機翼，這樣，當你列印完成後，這些設備都已經嵌入到一個封裝系統中。」


　　因為根據設計的複雜程度，3D列印物品過程可在幾分鐘內或幾個小時內完成。這就使其成為原型製作和低速率生產的理想選擇。

　　蘇尼諾表示，「我可以試試在3D印表機上使用便宜的材料實現設計，一旦我知道這是可行的，並且我的線孔是好的，那麼我可以使用不鏽鋼或鈦在金屬印表機上將其列印出來。這是很好的成本節約方式，因為你不想大批量採購金屬。我們可以嘗試不同類型的材料。3D列印使我們可以廉價地使用不同材料測試相同的設計，並了解如何執行。」

　　在不遠的未來，皮卡汀尼科學家們希望他們能夠實現在一個製造箱中完成整個武器系統的列印和組裝。例如，整個克萊莫地雷能夠在一台機器中，採用各種不同工具和列印工藝實現列印和組裝。

　　蘇尼諾稱，「最理想的情況是，我們的士兵在戰場上有自己的3D印表機，這樣他們就可以製造他們自己的零件來提供支持，直到我們將零件運送到他們手中。正常情況下，如果他們損壞了一個支架，需要耗費兩到三周時間來替換它。」