美國海軍自研的3D打印設(shè)備即將邁向商業(yè)化？！

經(jīng)過戰(zhàn)場模擬或?qū)崙?zhàn)檢驗(yàn)和海軍艦船實(shí)際應(yīng)用的（熔融沉積模型）3D打印正在成為美國軍轉(zhuǎn)民的經(jīng)典案例。
軍事戰(zhàn)略背景與技術(shù)溯源
美國國防部長期以來一直將增材制造視為解決遠(yuǎn)程作戰(zhàn)補(bǔ)給鏈脆弱性的關(guān)鍵技術(shù)。

在海軍戰(zhàn)略體系中，遠(yuǎn)洋作戰(zhàn)單位常面臨物資補(bǔ)給延遲或中斷的風(fēng)險(xiǎn)，而分布式制造能力被視為增強(qiáng)部隊(duì)自持力的重要手段。

AM易道獲悉，（ONR）與（NAVSEA）自2014年起聯(lián)合投入超過2億美元，系統(tǒng)性推進(jìn) 技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。

他們在包括 和 在內(nèi)的多型艦艇上部署了試驗(yàn)性3D打印系統(tǒng)，并逐步形成了完整的技術(shù)體系與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

可以想象，當(dāng)一艘航母在遠(yuǎn)離美國本土或基地進(jìn)行巡航時(shí)，某個(gè)關(guān)鍵部件出現(xiàn)故障，傳統(tǒng)補(bǔ)給鏈可能需要數(shù)周才能送達(dá)替換零件。

而艦載增材制造系統(tǒng)只需數(shù)小時(shí)就能完成部件重制。
這就是美軍所追求的 能力。
技術(shù)規(guī)格與創(chuàng)新突破
這套即將商業(yè)化的FDM系統(tǒng)超普通工業(yè)級3D打印機(jī)的性能標(biāo)準(zhǔn)。

可以看到有三種型號：

根據(jù)公開資料分析，該系統(tǒng)在多個(gè)技術(shù)指標(biāo)上實(shí)現(xiàn)了突破：

先進(jìn)材料處理能力：
系統(tǒng)能夠加工包括碳纖維增強(qiáng)聚合物、玻璃纖維復(fù)合材料、高性能熱塑性材料（如、）在內(nèi)的多種工程級材料。
特別值得注意的是，該系統(tǒng)能夠處理美國海軍專門開發(fā)的具有特定和的專用。

智能質(zhì)量監(jiān)控與閉環(huán)控制：
據(jù)公開信息，整套系統(tǒng)采用多傳感器融合技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測打印過程中的層間結(jié)合、材料熔融狀態(tài)、幾何精度等關(guān)鍵參數(shù)，并通過AI算法自動調(diào)節(jié)打印參數(shù)。
環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)：
系統(tǒng)符合美軍MI-STD-810G標(biāo)準(zhǔn)，能夠在高濕度、高鹽霧、強(qiáng)振動、極端溫差等惡劣環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。
其機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電子系統(tǒng)防護(hù)等級遠(yuǎn)超普通工業(yè)設(shè)備。

高精度與高效率平衡：
在保持0.05mm最低層厚的情況下，該系統(tǒng)的打印速度比同類民用設(shè)備提升約40%，這得益于其優(yōu)化的熱管理系統(tǒng)和先進(jìn)的運(yùn)動控制算法。

技術(shù)亮點(diǎn)：
該系統(tǒng)最具戰(zhàn)略價(jià)值的部分在于其集成了美軍長期積累的材料數(shù)據(jù)庫和部件設(shè)計(jì)庫。
這些數(shù)據(jù)凝聚了美軍數(shù)十年的研發(fā)成果和實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，能夠大幅提升用戶在關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域的設(shè)計(jì)與制造能力。

AMOS及其全軍種協(xié)同創(chuàng)新
本次即將商業(yè)化的技術(shù)核心—AMOS（Advanced Manufacturing Operational System，先進(jìn)制造作業(yè)系統(tǒng)）3D打印機(jī)，是美國海軍增材制造戰(zhàn)略布局中的關(guān)鍵一環(huán)。

AM易道之前分享過的普惠修復(fù)航空發(fā)動機(jī)也源于AMOS計(jì)劃。

AMOS也是本文介紹的FDM打印機(jī)商業(yè)化項(xiàng)目的核心技術(shù)之一。

值得注意的是，AMOS系統(tǒng)的研發(fā)并非單一軍種的獨(dú)立項(xiàng)目，而是美軍全軍種協(xié)同創(chuàng)新的成果。

根據(jù)RIMPAC（環(huán)太平洋軍演）演習(xí)中的實(shí)踐，海軍、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)、陸軍、空軍和海岸警衛(wèi)隊(duì)都在不同程度上參與了這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)。

AM易道根據(jù)公開信息整理可知：

海軍負(fù)責(zé)整體技術(shù)路線規(guī)劃和系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)；

海軍陸戰(zhàn)隊(duì)提供極限環(huán)境下的應(yīng)用場景測試；

陸軍第25步兵師的機(jī)械師團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)打印后處理和部件精加工；

空軍則貢獻(xiàn)了位于珍珠港-希卡姆聯(lián)合基地的機(jī)加工車間資源。

這種跨軍種協(xié)同創(chuàng)新模式，確保了AMOS系統(tǒng)中的各類3D打印技術(shù)（不僅僅是本文提到的FDM，也包含DED修復(fù)）都能夠滿足不同作戰(zhàn)環(huán)境下的多元化需求，也為其民用轉(zhuǎn)化提供了更廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。

市場戰(zhàn)略與產(chǎn)業(yè)影響

根據(jù)業(yè)內(nèi)分析，這套系統(tǒng)的市場定位相當(dāng)精準(zhǔn)—它并非面向普通消費(fèi)級市場，而是瞄準(zhǔn)了對制造可靠性有極高要求的高端工業(yè)領(lǐng)域：

比如航空航天用于飛機(jī)維修部件以及一些小型關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的快速制造；

比如醫(yī)療用于定制化醫(yī)療器械與植入物的小批量生產(chǎn)；

以及特種車輛制造、油氣勘探、核能等領(lǐng)域的特種部件制造；

AM易道尚未查到其具體的驗(yàn)證定價(jià)信息，但根據(jù)All3DP給出的范圍來看，定價(jià)為500-10000美元的區(qū)間，高于普通工業(yè)級打印設(shè)備，但考慮到其特殊性能和軍工背景，對于高端制造需求而言，投資回報(bào)率仍具吸引力。

有趣的是，美軍內(nèi)部給這套系統(tǒng)起了個(gè)綽號叫""。
因?yàn)樗饶苓m應(yīng)艦船上的狹小空間，又能在最惡劣的環(huán)境中可靠工作，更重要的是，它能在任何戰(zhàn)場條件下迅速部署并立即投入生產(chǎn)。
這個(gè)昵稱體現(xiàn)了美軍對這項(xiàng)技術(shù)的定位與期望。

戰(zhàn)略意義與技術(shù)外溢

從宏觀視角看，這套系統(tǒng)的商業(yè)化代表了軍工3D打印向民用領(lǐng)域轉(zhuǎn)移的典型案例。

這種技術(shù)外溢有多重意義。

從全球任何國家的增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢看，軍事技術(shù)的商業(yè)化將加速高端增材制造設(shè)備的性能提升與應(yīng)用拓展，有可能重塑部分精密制造領(lǐng)域的競爭格局。
此外，這也將推動增材制造標(biāo)準(zhǔn)體系的完善與統(tǒng)一，特別是在材料性能表征、產(chǎn)品質(zhì)量驗(yàn)證等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
寫在最后
不論商業(yè)運(yùn)營最后能否成功，但此案例對于各國增材制造產(chǎn)業(yè)有借鑒意義。

這個(gè)打印設(shè)備是美軍圍繞實(shí)際作戰(zhàn)需求打造的設(shè)備，而非單純技術(shù)研發(fā)的產(chǎn)物。

這帶來的是差異化產(chǎn)品和針對特定場景的解決方案，能夠外溢適用于許多其他高端工業(yè)領(lǐng)域。

不論是SLM還是FDM，各軍事大國3D打印也有足夠針對軍事應(yīng)用的儲備，只是尚未看到成功的轉(zhuǎn)民案例出現(xiàn)。

具體原因不深究，期待未來看到更多特種行業(yè)自產(chǎn)的3D打印開啟商業(yè)化實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散與產(chǎn)業(yè)反哺的良性循環(huán)。

企業(yè)合伙人計(jì)劃：

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