坦克出问题了?军队可以 3D 打印零件。

3D打印、机器人和坦克如何预示着战场后勤的未来。
2021年10月20日,在美国亚利桑那州尤马试验场,“汇聚计划”中的一辆机器人战斗车辆。美国陆军

战争就是摩擦,有时是字面意义上的。当部件因使用磨损而损坏时,指挥官希望他们有备件。如果没有,他们要么必须带着损坏的设备继续前进,要么在等待修理时抛弃机器。在尤马试验场严酷的沙漠中,在一个探索未来技术的军队项目中,指挥官们测试了一种新的替代方案:按需3D打印备件,并使用半自动机器人进行配送,将备件送到需要的坦克上。

正在进行的演习是“汇聚计划21”,该计划于10月第一周开始,预计将持续到11月中旬。在此次演习中,陆军与海军、空军和海军陆战队的部门协同作战,演习地点包括亚利桑那州的尤马试验场和新墨西哥州的白沙导弹靶场。

在这种情况下,当坦克需要新部件时,“汇聚计划”的士兵们转向了3D打印。这项能力,用一个军事缩略语来描述,被称为“战场增材制造快速制造”,或R-FAB。

美国陆军能力总监梅兰妮·史密斯在一段视频发布中说,R-FAB的核心是一个能够“打印不锈钢复合材料和一些塑料制品”的打印机。“3D打印使我们能够在前线打印零件,而这些零件我们可能无法轻易获得,或者在战斗中或远在前线时无法通过供应链获得。”

2012年,五角大楼拨出6000万美元投资增材制造,这些成果在“汇聚计划”等演示中得到了体现。

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在需要的地方、在需要的时候打印零件,是长期战斗中至关重要的幕后进展。有许多备件可以携带或运送到士兵操作的附近区域,但有时零件会损坏而手头或附近没有备件。这个问题在舰船上尤其普遍,但在陆地作战中也同样适用。如果没有备件,用一部分空间来放置打印机和可塑材料意味着零件可以按需制造。

陆军未来司令部在一份新闻稿中表示:“在‘汇聚计划21’期间,士兵们正在试验半自动补给流程。”“通过与作战基地通信,坦克操作员能够描述他的位置和所需的零件,人员们很快就开始工作以获取该零件。他们通过使用能够生产塑料和金属部件的、适用于野战的3D打印机来打印该部件。随着这一流程的完善,所需的零件补给通常可以直接在前线打印。”

一旦零件制造完成,将其运送到需要的坦克上就成为一项独立的任务。

82空降师的士兵们使用了履带式“远征模块化自主车辆”(E-MAV),以展示半自动侦察和地面补给。E-MAV已被海军陆战队作为从战场上撤离伤亡人员的一种可能方式进行测试,许多相同的原理也适用于物资配送。通过不冒着车载驾驶员的风险,机器可以在炮火下行驶,从而提高有需要的乘员的生存能力。

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一旦就位,坦克乘员或附近友军就可以从E-MAV上取下打印好的零件并进行安装。这不像立即拿到零件那样快,但整个过程比等待战区仓库或更远地方的补给要快得多。

通过使该过程半自动,机器人车辆不仅节省了车载驾驶员,还很大程度上节省了远程人类飞行员所需的精力和注意力。

虽然备件的3D制造不是陆军大型网络战演习中最引人注目的部分,但它之所以可行,完全是因为“汇聚计划”中现有的基础设施。正是这个网络允许坦克乘员命名零件,打印机制造零件,并让补给车辆半自动地前往坦克的位置。

未来的“汇聚计划”将纳入盟军的部队,使陆军能够测试跨越国界以及在美国库存以外的设备上的通信。这些测试将展示武器、机动和新机器。当这些机器最终损坏时,按需打印零件的能力可能意味着在放弃坦克以营救其乘员和在夜色掩护下将坦克拖出危险区域之间的区别。

 

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Kelsey D. Atherton

科技领域特约撰稿人

Kelsey D. Atherton 是一名军事技术记者,自 2013 年起为《大众科学》供稿。他报道无人机器人和其他无人机、通信系统、核企业以及用于规划、发动和缓解战争的技术。


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