3D 打印總能解決您的燃眉之急

當面臨很大限度利用資源，在極端條件下提供安全性的挑戰(zhàn)時，創(chuàng)新不僅僅是競爭優(yōu)勢，還決定著人身安全。

軍事制造商們憑借 3D 打印，能在極短的交貨時限內制造出高度定制的國防設備。

位于德克薩斯州 Wichita Falls 的 Sheppard 空軍基地的訓練機開發(fā)飛行 (TDF) 是一個用于設計、開發(fā)和制造訓練機和訓練輔助品的設施，服務于空軍，并視需要服務國防部 (DoD) 下屬的其他任何分支。這些產品將用于多種訓練環(huán)境，包括航空電子、武器和油料系統(tǒng)、醫(yī)療戰(zhàn)備、HVAC 和遠程通信系統(tǒng)。

這些訓練機和訓練輔助品可能是原創(chuàng)產品，也可能是現(xiàn)有產品的復制品，視訓練需求而定。某些設備并不要求真正能夠工作，因此購買真正的產品往往并不劃算。對于大多數(shù)訓練應用，更為經濟的方式是在復制品上訓練學生，而不是在通常極為昂貴的設備上訓練。

TDF 使用直接數(shù)字制造來制造其大多數(shù)訓練產品。為此，它集中地采用了四臺 FDM 增材制造設備，并在整個工藝中融入了 AFSO 21（精簡）工藝。

真正的挑戰(zhàn)

在工藝中加入直接數(shù)字制造技術之前，TDF 使用傳統(tǒng)的制造方法來生產其產品。傳統(tǒng)的制造方式通常需要較長的準備時間，因為它們涉及多個步驟，如切削、車削、焊接、鈑金彎曲和切割等。在制造工具來塑造部件時也會遇到相似的困難。

“由于我們的大多數(shù)項目都只制作一件或數(shù)量很少，采用傳統(tǒng)方法會非常昂貴，”TDF 的主席 Mitchell Weatherly 說?！拔覀兊墓ぷ髦校挥屑s 10% 是原型制作，其他 90% 都是生產?！?/p>

真正的解決方案

Weatherly 稱，在使用 FDM 前，TDF 考慮過“不少”其他增材工藝?！皩τ?FDM，投資是一次性的，不會不斷添加，”他說道?！爸圃斓牟考浅Ｄ陀茫揖哂形覀兯璧母呒毠?jié)度。此外，該工藝對環(huán)境安全，100%“綠色”無污染?！?/p>

TDF 負責設計和制造無人飛行器（UAV，又稱“無人機”）的精確復制品，用于培訓練維修技術人員。它采用 FDM 制造了許多內部和外部組件。這些組件包括大多數(shù)機體組件，以及數(shù)種引擎罩、推進器和天線。他們還從原始設備制造商購買了不少真正的 UAV 組件。

切實的益處

光制造 UAV 的大型天線一項，F(xiàn)DM 設備就只花費了傳統(tǒng)方法通常所需時間的十分之一，而它帶來的投資回報超過了12,000 美元。而省下來的不僅僅是時間。對于天線，如果外包給加工車間，可能會花費長達 20 天時間來制作該部件，而使用 FDM 僅花費了兩天，并且真正需要人力操作的時間只有 15 至 20 分鐘。對于整個 UAV 項目，在某些領域中總供節(jié)約的時間超過 3 年。這一項目和在其它訓練機上節(jié)省的成本在過去四年間高達 800,000 美元，令人印象深刻。

“FDM 系統(tǒng)的主要優(yōu)勢包括：比其它工藝或制造方法更快的速度、比注塑成型更高的靈活性以及通過該系統(tǒng)同時加工多個部件的能力，”Weatherly 說道。益處包括維護更輕松，且能夠適應多種材料，用途廣泛?！捌渌δ馨ǜ鶕?jù)功能需求而非制造上的限制進行設計，并且能夠以較小的代價立即實現(xiàn)設計上的更改。能夠以零污染靈活制造任何產品的能力對空軍而言是很大優(yōu)勢，”Weatherly 說?！盎?FDM 的設備已用于多個經費緊張的訓練機計劃中。我們還利用 FDM 工藝來進行研發(fā)，使得我們的飛行員和士兵能夠得到實戰(zhàn)般的訓練。

“在首次購買 FDM 設備時，我們預計在 4 年后獲得投資回報，但事實上僅用了 18 個月后，”Weatherly 說道?！霸诘诙钨徺I FDM 設備后，僅 9 個月后我們便開始獲得回報。傳統(tǒng)方法和高技術人才不可能被完全取代，但給予他們正確的工具和新技術，他們的工作會更為輕松，從而增強競爭力。我相信 FDM 是技術上先進的現(xiàn)有制造方式之一。自 2004 年我們購買四臺設備中的第一臺起，F(xiàn)DM 工藝迄今已為政府節(jié)省了 380 萬美元，而我們預計 10 到 15 年間的節(jié)省額將超過 1500 萬美元。 “

[編者按：TDF（訓練機開發(fā)飛行）因其采用 FDM 技術和其他先進生產技術而贏得了 2008 年 Air Force Chief of Staff Team Excellence 獎。它已被視為一座卓越的制造中心，能夠為空軍及其他應令服務的國防部下屬機構制造良好的訓練機和訓練輔助產品。