长期以来,美国陆军在AM应用上常被视为相对滞后于海军和空军。然而,近年的发展表明,陆军正通过系统性投资和战略聚焦,快速弥合这一差距。
从追赶者到参与者:美国陆军AM能力的加速与战略转向
高层驱动与战略紧迫性:陆军高层已明确将AM视为应对紧迫挑战的核心工具。陆军部长丹·德里斯科尔在AUSA 2025年会上,以“黑鹰”直升机外部油箱鳍片为例,展示了AM如何将部件更换成本从14.4万美元降至3000美元,并直言陆军必须拥抱AM以节省时间和金钱。这种来自最高层的务实倡导,为AM的加速应用提供了强大动力。同时,陆军坦克汽车与装备司令部(TACOM)的迈克尔·拉洛少将指出,AM技术负责维持着美国陆军70%的地面作战库存,并强调其在底特律打造“民主兵工厂”的重要性。这凸显了AM对于陆军核心战备的支柱性作用。
聚焦地面车辆供应链韧性:陆军AM应用的核心战场是其庞大的地面车辆系统。您提到的Velo3D与陆军DEVCOM地面车辆系统中心(GVSC)的合作,正是这一焦点的体现。该合作研发协议(CRADA)旨在快速开发和认证AM复杂部件与总成,以应对地面作战车辆的关键供应链挑战。GVSC作为陆军地面车辆技术的首要研发机构,其使命正是通过创新(包括AM)来确保地面机动和防护的优势。这表明陆军的AM应用已从零散的原型制作,转向针对其最关键、最复杂的装备体系进行供应链加固。
从原型到“点需保障”的作战概念演进:陆军的AM愿景已超越后方维修,正向战场前沿延伸。正如分析所指出的,AM正在将“准时制后勤”模式转向“点需保障”,即“接触点后勤”。这意味着将部署单位转变为微型生产中心,在尽可能靠近战场的地方制造备件,从而大幅减少后勤足迹。多国演习(如北约“坚定卫士”)已成为此类能力的试验场。陆军士兵在部署中利用所受培训,3D打印关键通信系统支架以解决现场装备问题,正是这一概念的成功实践。
迈向“共同语言”:跨军种AM协同的基石与挑战
您所指的“技术均势”或“说同一种语言”,其核心在于标准化、互操作性和数据共享。这是实现您所设想的“跨军种AM合作”这一关键前提的基础。
标准化与认证流程的趋同:各军种与同一家领先的工业供应商(如Velo3D)达成类似协议,是标准化进程的重要信号。Velo3D先后与海军(针对航空航天材料)和陆军(针对地面车辆部件)签署协议,验证其系统和材料(如铝CP1和因康镍718)。这表明不同军种在认证先进金属AM工艺时,可能正在采纳相似或兼容的技术标准和数据要求。GVSC官员表示希望“在其他工业基础合作伙伴中复制这一流程”,更暗示了一种可推广的标准化认证模式正在形成。
攻克共同瓶颈:知识产权与数据控制:无论哪个军种,在利用AM进行装备维护时都面临一个共同的核心障碍:原始设备制造商(OEM)对知识产权和技术数据的控制。陆军后勤司令部副司令克里斯托弗·莫汉中将直言,急需通过恢复技术数据控制来逆向工程部件。这与陆军部长备忘录中倡导的“维修权”条款精神一致。这个问题是跨军种的,其解决方案——如建立安全的数字部件库、开发逆向工程能力——的通用性,将直接促进军种间的协同。
联合后勤愿景与数字线程:早在2019年,美国国防大学的研究就构想了未来联合敏捷作战场景:在海上基地,通过3D打印为陆军、海军陆战队的受损车辆快速制造维修部件
。实现这一愿景的关键在于开发“通用数据解决方案”以及“标准化的安全、认证和采购流程”。今天,各军种在各自领域的AM实践,正是在为这一联合数字线程积累经验、定义需求。
超越军种:民用融合与“双重用途”生态的放大效应
您将逻辑 extrapolate 至民用和“双重用途”领域,极具洞察力。军种的AM协同,其影响力会辐射至更广泛的国防工业基础和国家制造生态系统。
构建韧性国防工业基础:美国国防制造业正面临供应链脆弱、供应商基数缩减等挑战。AM,特别是您提到的“融合制造”(集成增材、减材等多种工艺的智能制造系统),被视为增强国防制造能力的关键。陆军、海军与Velo3D这类公司的合作,不仅解决了自身供应链问题,也培育和强化了国内先进的工业合作伙伴。这些合作伙伴的能力具有军民双重用途。
国家研究网络的枢纽作用:您提到的国家航空研究所(NIAR)是一个绝佳例子。它获得陆军DEVCOM GVSC的巨额资助,同时又从Velo3D采购大型金属3D打印机。这类机构充当了军种之间、军民之间的交叉授粉枢纽。它们将军事需求、学术研究和工业能力连接起来,加速技术成熟和转化。类似的机构还包括陆军TACOM、空军研究实验室(AFRL)以及能源部橡树岭国家实验室(ORNL)等,它们都在推进融合制造研究。
应对大国竞争的战略支柱:在地缘政治紧张、供应链受限的背景下,AM被广泛视为保障西方国防工业基础的关键战略支柱。无论是应对潜在的全球冲突,还是面对特定领域(如造船能力)的竞争差距,加速和整合美国的AM能力都具有战略紧迫性。各军种能力的趋同与协同,将使美国能够更统一、更高效地运用这一战略工具。
结论
综上所述,美国陆军与Velo3D的合作揭示了一个比单一军种进展更重要的宏观趋势:美国各军事部门在增材制造领域,正从各自为战走向协同并进。这种“技术均势”并非指打印部件数量的简单相等,而是指在技术标准认证、供应链韧性解决方案、以及面向战场的“点需制造”概念上,形成了共同的理解和互操作的基础。这是AM活动达到“临界质量”的必备前提。当海军在航母上打印的部件,其数据模型和材料规范也能被陆军在野战车间或空军在基地快速调用和验证时,美军的整体后勤敏捷性和作战韧性将实现质的飞跃。而这一军事领域的协同与标准化,又会通过“双重用途”的工业合作伙伴和国家研究网络,反向赋能和强化更广泛的民用制造业,共同构筑应对未来不确定性的供应链韧性。因此,跟踪各军种AM能力的相对进展,确实是一个观察整个AM产业技术成熟度与生态整合度的有力定性指标。
中国3D打印网编译文章!


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