充分發揮3D打印技術在聯合作戰中的裝備保障能力

喻虎+張革穩

隨著3D打印技術在人造衛星外部構造、火星探測器、空間站、飛機、航母上的武器和裝置等關鍵軍事領域的廣泛運用，可以預見，不久的將來，3D打印技術將會對未來信息化條件下聯合作戰產生巨大影響。未來戰爭具有火力猛、戰爭進程快、持續時間短等特點，對火炮、坦克、飛機等武器裝備毀傷能力特別強，維修保障要求特別高，要求在最短時間內恢復裝備性能，否則將貽誤戰機，影響戰爭結局。對 此，將3D打印技術應用于裝備保障全過程，對持續保持和增強部隊戰斗力至關重要。

目前裝備維修保障面臨的困難

一是保障成本高昂。我軍武器種類繁多、新老裝備并存，部分老式武器裝備零配件已處于停產階段，新式武器裝備只有定點的生產廠家才有，日常維修保養存在配件難買、價格昂貴等現實困難，如果戰爭一旦打響，各類武器裝備零配件將需要大量備份，這不僅給裝備保障分隊的攜行、運行、保管帶來了諸多不便，而且其保障成本也成倍增加，甚至有些武器裝備在戰爭中損壞后可能沒有與之匹配的零部件，這將直接制約整個武器裝備性能的發揮，給未來聯合作戰帶來難以估計的損失。

二是保障難度較大。信息化條件下的聯合作戰，涉及陸、海、空、火箭軍等多個軍種，在信息系統統一指揮下的體系結構復雜、技術含量高、故障排除難，分散的保障力量和單一的保障模式將難以奏效，任何一個體系節點、任何一件武器裝備、任何一個作戰單元一旦遭受打擊和破壞，伴隨保障很容易因缺乏相應的保障設備、器材、零部件而無法及時有效進行維修保養，在分秒必爭的現代戰爭中，定點保障又難以適應快節奏的戰場需要，保障分隊要想圓滿完成各類保障任務，將需要花費大量的人力、物力往返于戰場前后方，使用現代先進技術進行保障迫在眉睫。

三是保障效率低下。我軍目前的主戰裝備越來越先進，作戰能力越來越強，但其構造、材料、性能等指標要求也越來越高，在現有的裝備維修保障模式下，最高效的方式就是立足裝備自身配套的設備和配件進行小修或者技術檢查，用最短的時間完成維修保障任務，而有的裝備一旦因受到火力打擊可能損壞嚴重，僅完成故障排除就需要大量的時間，而后方保障基地所提供的維修配件，也需要一定時間才能送到指定維修點，無形之中延長了維修周期。在未來戰爭中，類似的裝備損壞現象不計其數，累積起來將會耗費大量時間，戰場整體保障效率將大大下降。

3D打印技術給裝備保障帶來的優勢

一是保障成本降低。傳統數控制造主要是“去除型”，即在原材料的基礎上，使用切割、磨削、腐蝕、熔融等辦法，去除多余部分，得到零部件，再以拼裝、焊接等方法組合成最終產品。而3D打印則顛覆了這一傳統觀念，采取的是“增材制造”，直接根據計算機圖形數據，通過一層層增加材料的方法造出任何形狀的物體，大大降低了保障成本。某型客機的主風擋窗框，僅模具費就需1300萬元，而使用3D打印技術，成本僅120萬元。一旦廣泛應用3D打印技術，在裝備維修保障方面就可以節省大量的經費。

二是保障效率提高。在信息化條件下的聯合作戰中，面對航母、潛艇、軍艦、飛機、裝甲、火炮等多種作戰裝備，保障分隊在攜帶零配件方面將面臨前所未有的保障壓力，存在運輸難、查找難、保管難等問題，使用3D打印技術就能將這些問題迎刃而解，只需攜帶電腦、3D打印機和與之匹配的材料，就可隨時啟動攜帶的3D打印機，直接把所需要的部件一個個打印出來，裝配起來，就能讓武器裝備重新投入戰場，發揮作戰功能，具有時間短、功能強、效率高等特點，這將大大提高保障分隊的保障效率，促進未來信息化戰爭更快節奏的推進，為取得戰爭勝利奠定堅實基礎。

三是保障能力增強。通過3D打印機打印出的零件和產品，比機器制造出的產品更加精細輕盈、韌度更強、抗壓力更佳，更能滿足高強度戰爭的需要。目前，很多國家的戰斗機能夠批量加速生產并試飛，很大程度上得益于鈦合金3D打印的低成本、快速、便捷、抗壓等優點，成功降低了飛機的整體重量，提高了戰機的性能。據外媒報道，美國陸軍已 在阿富汗部署了3D打印移動實驗室，為士兵現場創建工具和其他設備；美國海軍水下作戰中心已經利用3D打印技術進行老舊零件與工程的維修，實現了增強裝備保障能力的目標。

對3D打印技術在裝備保障中應用的思考

一是軍民融合，提高技術水平。許多大型武器裝備部分零件是以3D打印技術制造而成的，這一技術具有周期短、成本低、省材料、無需鍛造、無需模具等優勢，是一項革命性技術，但因技術、人才、資金、材料等不足，它還不是一項顛覆性技術，很難替代傳統的鑄造、液壓等技術，還不具備在裝備保障中全面推廣。因此，我們應進一步深化軍民融合路子，與高校、科研院所及相關企業聯合，建設3D打印產業聯盟，建立常態化交流合作機制，走市場化運行道路，促進資源共享和互惠互利；建立產業協同創新機制，加強與國內外科研機構的合作交流，強化技術標準、專利及創新體系的建設，提升產業核心競爭力；開展前瞻性研究和技術聯合攻關，破解技術發展中的各種難題，促進3D打印技術的不斷發展成熟，為廣泛應用于裝備保障中打下基礎。

二是實踐探索，掌握關鍵技術。針對軍事裝備的特殊性，軍工企業要立足部隊列裝的武器裝備，建立完善材料研發平臺，以聚合物材料、金屬材料、陶瓷材料、鈦合金等為重點，研發生產3D打印材料，培育擁有自主知識產權的材料生產技術，滿足我軍未來戰場裝備保障所需的3D打印材料；針對部隊現有的高新尖端武器裝備，建設核心部件和裝備研發平臺，開發高精度成型工藝核心部件，研發硬件控制技術與開放式數控系統、3D打印及后處理設備的集成技術，加快我軍3D打印技術在信息領域的推廣應用，確保關鍵核心部件和裝備的集聚發展；針對信息化條件下武器裝備種類多樣、形狀各異、性價比高等特點，建設3D建模研發平臺，研發3D模型獲取、3D建模技術與工程仿真、3D打印過程控制等關鍵技術，推動3D打印數字化建模系統產業化創新應用，搶占未來信息化戰爭中3D技術的制高點。

三是形成體系，強化競爭優勢。目前，3D打印技術的行業規范和標準還沒建立起來，具體的發展綱要或規劃也尚未出臺，市場成熟度不夠，競爭力比較脆弱。盡管各地政府和軍工企業對3D打印技術極為重視，競相發展3D打印產業，以致相互攀比、分散發展，無法使3D打印產業形成聚力發展的態勢，長此以往，3D打印產業有可能重蹈光伏產業無序發展、惡性競爭的覆轍。對此，國家和軍隊應積極把握這次軍改契機，對產業發展進行頂層規劃設計，形成一個良性循環體系，有需求、有市場、有生產、有研發，在使用中促進技術成熟，在技術發展中提升應用效果，在螺旋式發展中逐漸上升到一個高水平，具備與國外同行競爭的實力，推動我國由“制造大國”向“制造強國”轉變，帶動我軍傳統裝備保障模式向新型裝備保障模式轉型升級，促進部隊戰斗力整體躍升，為實現“能打勝仗”的強軍目標助力。