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美海军大力发展3D打印技术
出处:国防科技信息网  录入日期:2018-09-21  点击数:2275

     【据美国海军网近日报道】阿里·伯克”级导弹驱逐舰“钟云”(DDG93)号碰到一个难题,无法快速解决:飞机库舱门滚轮总成上的一个螺栓被挤压断裂,导致舱门无法正常开启和关闭。如更换新螺栓,美海军需要采购一个全新的滚轮总成,而所花费的时间是“钟云”号无法承受的。
     作为美海军第三航母战斗群的一部分,“钟云”号与尼米兹级航空母舰“约翰·斯坦尼斯”号(CVN74)及其机械修理厂非常接近。该修理厂已经开始使用新技术为“钟云”号节省时间和资金。
     “约翰·斯坦尼斯”号航母的首席工程师肯尼斯·霍兰中校及其团队收到了“钟云”号的请求,要求他们提供一个新螺栓,以修理机库舱门。作为负责舰队战备和后勤部“增材制造加速计划”的海军作战部副主任,霍兰认为,海军海上系统司令部(NAVSEA)已于今年4月安装了3D打印机,这是一个使用3D打印机的绝佳机会。
     “目前3D打印机可用来解决一些小问题。”霍兰说。“它可以用来制造零部件,而这些零部件通常需要你购买集成化程度更高的配件才能得到。”
     美军将“钟云”号断裂的螺栓寄送给“约翰·斯坦尼斯”号航母的一级机械修理员克林顿·巴洛。他的目标是使用三维CAD建模软件,根据螺栓的几何图形创建数字化虚拟螺栓,并用来制造实际零件。但在创造任何零件之前,巴洛和他的团队必须接受适当培训以更好使用3D打印机。
     “在最近的航行中,来自海军海上系统司令部的代表和我们一起出海,教授我们如何使用打印机。”三级机械修理员布莱恩·马修斯说。“首先我们在基波特接受为期一天的培训,主要是熟悉设备;然后代表和我们一起出航的时候,我们就有机会接触机器,看看它们是由什么做成的。”
     经过培训,巴洛复制了一个螺栓,送回到“钟云”号并确保新创建的螺栓设计能够满足机库舱门总成的特定需求,然后团队回到“约翰·斯坦尼斯”号继续用金属材料制造新螺栓。
     “我们可以复制那个螺栓,把它送回到船上,询问它的长度是否合适、螺纹是否合适,这就是你们需要我们做的。”巴洛说。“我不用花时间去切割所有的金属,这可能需要6个小时才能完成;我可以打印一个,并在打印过程中进行修改,这既节省时间又省钱。”
     “钟云”号的螺栓只是未来3D打印机功能的一个例子。霍兰和他的团队还为一些看似无足轻重的系统设计了其他零部件,这些零部件可以有效地为舰艇和海军节省资金。
     “比如,由于缺乏任何可替换的旋钮,航空中继级维修部(AIMD)的一台校准机器无法工作。”霍兰说。“我们能够制造出一个简单的塑料旋钮,通过创造这个旋钮,即使这个旋钮很小,但我们能够让这台机器恢复运转。”最终,由巴洛设计、3d打印机制作的塑料旋钮为舰船节省了一大笔资金。
     “他们本来不得不采购一款全新的售价为5300美元的校准器。”巴洛说。“但他们给我带来了旋钮,我进行设计,并把它放回校准机器,使其正常运转。他们本需花5300美元买一个新系统,但是打印一个旋钮仅需6美分。”
     创建一些零部件有时仅需一个小时左右。舰员所做的就是提供需要创建的零部件样品并提出需求,然后由工程部指挥系统的各个成员依据零部件的大小和复杂程度进行授权。一旦请求被批准,巴洛将使用基本的几何图形将零部件拆分为不同的小块,并重新设计成三维模型。在完成软件设计后,它会被发送到另一个程序中,将小块拼接成不同的分段,这样打印机就可知道在内部应填充多少物料,以使其坚固耐用。最后,设计被发送到打印机,使用塑料打印出来。
     3D打印是迈向先进技术新时代的一步,可使海军成为更有效的战斗力量。霍兰和他的团队正在寻找使用这种设备的新方法,以为海军节省工时和资金。3D打印是美海军未来的发展方向,它将用于航行舰艇上保持系统正常运转,而“约翰·斯坦尼斯”号航母正在利用这一技术。
     来源:国防科技信息网

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