2026年5月11日，美国航空航天和国防公司洛克希德·马丁公司正在推进激光粉末床熔融（LPBF）增材制造技术在军工装备上的应用，以加快下一代飞机、高超音速系统和电推进平台的作战准备速度。这项工作与供应链的韧性以及缩短航空航天和国防制造中使用的热管理组件的设计到飞行周期密切相关。
高性能电子设备和推进系统会产生大量热量，因此需要热管理系统来维持稳定性并调节温度。传统的热管理组件依赖于铸造、锻造和钎焊，然后进行金属加工和机械加工，以满足航空航天级的公差和可靠性要求。这些工艺由于原材料交货周期长、合金短缺、售后市场需求激增以及与地缘政治事件相关的干扰，造成了供应链瓶颈。激光粉末床熔融增材制造技术使用金属粉末逐层构建零件，无需昂贵且耗时的模具。LPBF技术可以小批量、高精度地生产组件，从而缩短开发周期并加快交付速度。
2024年，洛克希德·马丁公司导弹与火控部门启用了一个占地16,000平方英尺的增材制造车间。车间配备了德克萨斯州一些尺寸最大的多激光增材制造设备，以及用于快速开发和生产增材制造零件的热处理和检测设备，服务于整个公司。这项工作包括与美国金属增材制造公司Sintavia、德国工业3D打印系统制造商EOS、金属增材制造设备供应商Nikon
SLM Solutions以及工程设计软件公司nTop的合作。
这家航空航天公司的运营转型副总裁David
Tatro表示：“将我们自身的激光粉末床熔融技术与合作伙伴——Sintavia、EOS、Nikon
SLM和nTop——的专业能力相结合，打造了一个端到端的生态系统，在不影响可靠性的前提下，加快了从设计到飞行的整个过程。”他还补充说，这种合作方式旨在满足下一代飞机、高超音速系统和电力推进平台的热管理需求，同时满足认证标准并支持作战准备。
△尼康SLM Solutions系统位于洛克希德·马丁公司的导弹与火控设施内。图片由洛克希德·马丁公司提供
此次合作旨在推进高性能薄壁部件在航空航天、国防和高能系统中的认证和生产过渡。借助nTop，洛克希德·马丁公司利用生成式设计和优化工具，实现了系统整体重量降低 15% 至 20%，散热效率提高 10% 至 15%。洛克希德·马丁公司先进制造技术部
(AMT) 研究工程负责人 Christopher Yakacki 博士表示：“nTop
能够构建高度复杂的参数化模型，优化性能和可制造性，从而将决策和迭代时间从数月缩短至数分钟。” 与 EOS 和 Sintavia
的合作还开发出新的激光粉末床熔融加工窗口和定制化刀具路径策略，突破了特征分辨率和可制造性的极限。过程控制的刀具路径结合实时熔池监控，实现了更严格的装配公差和更高的制造效率。
第三方传感器系统和人工智能分析技术也被集成到生产流程中，以便及早发现缺陷并减少后处理检测工作量，实时数据会自动标记可疑区域。这些区域与增材制造零件的计算机断层扫描检测技术相结合，有助于加快零件认证速度，并增强人们对分析和检测能力的信心。洛克希德·马丁公司指出，UH-60M“黑鹰”直升机和PrSM平台均采用了这种激光粉末床熔融技术，并表示LPBF技术能够支持更高的生产效率、更低的成本和更大的可扩展性。
△F-35A 闪电 II 战斗机。图片来自洛克希德·马丁公司。
洛克希德·马丁公司增材制造能力和供应链限制
洛克希德·马丁公司最新推进的激光粉末床熔融（LPBF）技术，是在位于德克萨斯州的金属增材制造产能扩张之后推出的。2024年，这家航空航天和国防制造商在位于格兰德普雷里的导弹与火控中心开设了一座占地16,000平方英尺的增材制造工厂，配备了当时被誉为德克萨斯州最大的多激光LPBF设备之一的大型尼康SLM
Solutions系统，以及热处理和检测设备。工厂投产工厂意义重大，因为它将增材制造技术更紧密地应用于洛克希德·马丁公司现有加工中心之一的生产环节。公司高管还指出，增材制造能够缩短交货周期、减少材料浪费，并生产出几何形状复杂、重量轻且接近成品的零件，而这些零件是传统制造工艺难以实现的。
更广泛的制约因素源于美国为降低制造业供应链脆弱性而采取的举措。2022年，拜登政府启动了“增材制造前瞻”（AM
Forward）计划，旨在推动中小供应商采用3D打印技术，因为通货膨胀、疫情冲击以及乌克兰战争暴露了工业采购方面的弱点。洛克希德·马丁公司与通用电气航空集团、霍尼韦尔、雷神公司和西门子能源公司一起，成为这项计划的首批参与者。在合作框架下，洛克希德·马丁公司和霍尼韦尔承诺支持锻造和铸造替代方案的研究，从而将增材制造与当前公告中强调的生产瓶颈直接联系起来。正是在这样的政策背景下，激光粉末床熔融（LPBF）技术不仅被视为一种设计工具，更被视为一种减少对速度较慢的传统金属加工工艺依赖的方式。
△正在接受检查的增材制造的Mako制导段。图片由洛克希德·马丁公司提供。
来源：南极熊
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