[军品]3D打印：美国海军在舰艇上安装增材制造系统

对海军而言，为船上的每个系统都携带替换零件是不现实的，并且很难预测零件是否或何时会发生故障。

增材制造提供了一个灵活的供应来源以制造零件，而无需通过订购。

特别是对于处于供应链远端的军舰来说，按需打印维修零件可以节省时间、降低成本，并降低携带大量零件库存的需求。

虽然增材制造的服务范围很广（如快速制作原型），但在海上制造零件以快速修复东西的能力才是必杀技。

基于增材制造，不必为每台设备携带多个备件，也不必依靠漫长的供应链从供应源获得急需的零件。

据悉，许多船舶都配备3D打印机，可以制造相对较小的塑料零件。

美国海军海上系统司令部（NAVSEA）增材制造项目经理Jim Pluta表示：“几年来一直在舰艇和潜艇上使用聚合物塑料打印机，但其本质上是台式设备，只能制造相对较小的塑料零件。

根据反馈，美国海军需要制造更大金属零件的设备。

”

现今，美国海军已经在军舰和潜艇上安装了两种不同的金属3D打印机，即西海岸的铝制系统和东海岸的不锈钢系统。

   

2022年7月，美国施乐（Xerox）公司向美国海军成功交付一台Elem Additive Solutions ElemX液态金属3D打印机，用于黄蜂级两栖攻击舰埃塞克斯号（LHD 2），这是美国海军舰艇安装的第一台金属增材制造设备。

ElemX打印机具备模块化功能。

菲利普斯增材混合系统由约翰-霍普金斯应用物理实验室支持设计和执行，该系统将Meltio3D激光金属线沉积工具头集成到Haas TM-1计算机数字控制（CNC）三轴铣床上。

虽然两者都是金属打印机，但ElemX打印机采用的增材制造工艺与菲利普斯混合增材制造系统有本质区别。

前者用于制造铝制零件，后者用于制造316不锈钢零件。

ElemX使用熔融金属液滴沉积，而菲利普斯混合系统属于线控激光系统，使用定向能量沉积（DED）工艺以创建几乎完整的物体，然后作为混合系统使用数控铣头来完成该零件。

虽然许多工业3D金属打印机使用粉末状材料，但这可能会有产生反应。

因此在船上使用线装系统（wire-fed systems）的安全性更高。

相关人员表示，使用3D打印机按需制造零件并不能取代供应系统。

但是，3D打印机确实提供了一种修复零件或部件的方法，以使系统恢复运行。

据悉，巴丹岛的部分海军士兵已开始接受制造商的培训，旨在操作该系统，并负责向其他人提供教学。

由于一些设有维修车间的海军舰艇已经拥有Haas数控系统，因此该系统可以“升级”为混合动力增材制造系统。

负责NSWC Carderock部门增材制造团队的Jonathan Hopkins表示，巴丹号的系统补充了海军人员已经拥有的培训和专业知识。

“不锈钢焊接对于大型船舶而言是至关重要的，而打印机的金属丝原料与焊接设备相同。

对于已经拥有Haas数控系统的船舶，可以在现有的CNS工具上增加Meltio系统和菲利普斯集成，以升级具有此功能的船舶。

”