充分發(fā)揮3D打印技術(shù)在聯(lián)合作戰(zhàn)中的裝備保障能力

喻虎+張革穩(wěn)

隨著3D打印技術(shù)在人造衛(wèi)星外部構(gòu)造、火星探測(cè)器、空間站、飛機(jī)、航母上的武器和裝置等關(guān)鍵軍事領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用，可以預(yù)見(jiàn)，不久的將來(lái)，3D打印技術(shù)將會(huì)對(duì)未來(lái)信息化條件下聯(lián)合作戰(zhàn)產(chǎn)生巨大影響。未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)具有火力猛、戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)程快、持續(xù)時(shí)間短等特點(diǎn)，對(duì)火炮、坦克、飛機(jī)等武器裝備毀傷能力特別強(qiáng)，維修保障要求特別高，要求在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)裝備性能，否則將貽誤戰(zhàn)機(jī)，影響戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)局。對(duì) 此，將3D打印技術(shù)應(yīng)用于裝備保障全過(guò)程，對(duì)持續(xù)保持和增強(qiáng)部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力至關(guān)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(lèi)繁多、新老裝備并存，部分老式武器裝備零配件已處于停產(chǎn)階段，新式武器裝備只有定點(diǎn)的生產(chǎn)廠家才有，日常維修保養(yǎng)存在配件難買(mǎi)、價(jià)格昂貴等現(xiàn)實(shí)困難，如果戰(zhàn)爭(zhēng)一旦打響，各類(lèi)武器裝備零配件將需要大量備份，這不僅給裝備保障分隊(duì)的攜行、運(yùn)行、保管帶來(lái)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(zhàn)爭(zhēng)中損壞后可能沒(méi)有與之匹配的零部件，這將直接制約整個(gè)武器裝備性能的發(fā)揮，給未來(lái)聯(lián)合作戰(zhàn)帶來(lái)難以估計(jì)的損失。

二是保障難度較大。信息化條件下的聯(lián)合作戰(zhàn)，涉及陸、海、空、火箭軍等多個(gè)軍種，在信息系統(tǒng)統(tǒng)一指揮下的體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)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(gè)體系節(jié)點(diǎn)、任何一件武器裝備、任何一個(gè)作戰(zhàn)單元一旦遭受打擊和破壞，伴隨保障很容易因缺乏相應(yīng)的保障設(shè)備、器材、零部件而無(wú)法及時(shí)有效進(jìn)行維修保養(yǎng)，在分秒必爭(zhēng)的現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，定點(diǎn)保障又難以適應(yīng)快節(jié)奏的戰(zhàn)場(chǎng)需要，保障分隊(duì)要想圓滿(mǎn)完成各類(lèi)保障任務(wù)，將需要花費(fèi)大量的人力、物力往返于戰(zhàn)場(chǎng)前后方，使用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行保障迫在眉睫。

三是保障效率低下。我軍目前的主戰(zhàn)裝備越來(lái)越先進(jìn)，作戰(zhàn)能力越來(lái)越強(qiáng)，但其構(gòu)造、材料、性能等指標(biāo)要求也越來(lái)越高，在現(xiàn)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(shè)備和配件進(jìn)行小修或者技術(shù)檢查，用最短的時(shí)間完成維修保障任務(wù)，而有的裝備一旦因受到火力打擊可能損壞嚴(yán)重，僅完成故障排除就需要大量的時(shí)間，而后方保障基地所提供的維修配件，也需要一定時(shí)間才能送到指定維修點(diǎn)，無(wú)形之中延長(zhǎng)了維修周期。在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中，類(lèi)似的裝備損壞現(xiàn)象不計(jì)其數(shù)，累積起來(lái)將會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間，戰(zhàn)場(chǎng)整體保障效率將大大下降。

3D打印技術(shù)給裝備保障帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)

一是保障成本降低。傳統(tǒng)數(shù)控制造主要是“去除型”，即在原材料的基礎(chǔ)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(chǎn)品。而3D打印則顛覆了這一傳統(tǒng)觀念，采取的是“增材制造”，直接根據(jù)計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)，通過(guò)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(jī)的主風(fēng)擋窗框，僅模具費(fèi)就需1300萬(wàn)元，而使用3D打印技術(shù)，成本僅120萬(wàn)元。一旦廣泛應(yīng)用3D打印技術(shù)，在裝備維修保障方面就可以節(jié)省大量的經(jīng)費(fèi)。

二是保障效率提高。在信息化條件下的聯(lián)合作戰(zhàn)中，面對(duì)航母、潛艇、軍艦、飛機(jī)、裝甲、火炮等多種作戰(zhàn)裝備，保障分隊(duì)在攜帶零配件方面將面臨前所未有的保障壓力，存在運(yùn)輸難、查找難、保管難等問(wèn)題，使用3D打印技術(shù)就能將這些問(wèn)題迎刃而解，只需攜帶電腦、3D打印機(jī)和與之匹配的材料，就可隨時(shí)啟動(dòng)攜帶的3D打印機(jī)，直接把所需要的部件一個(gè)個(gè)打印出來(lái)，裝配起來(lái)，就能讓武器裝備重新投入戰(zhàn)場(chǎng)，發(fā)揮作戰(zhàn)功能，具有時(shí)間短、功能強(qiáng)、效率高等特點(diǎn)，這將大大提高保障分隊(duì)的保障效率，促進(jìn)未來(lái)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)更快節(jié)奏的推進(jìn)，為取得戰(zhàn)爭(zhēng)勝利奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

三是保障能力增強(qiáng)。通過(guò)3D打印機(jī)打印出的零件和產(chǎn)品，比機(jī)器制造出的產(chǎn)品更加精細(xì)輕盈、韌度更強(qiáng)、抗壓力更佳，更能滿(mǎn)足高強(qiáng)度戰(zhàn)爭(zhēng)的需要。目前，很多國(guó)家的戰(zhàn)斗機(jī)能夠批量加速生產(chǎn)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(yōu)點(diǎn)，成功降低了飛機(jī)的整體重量，提高了戰(zhàn)機(jī)的性能。據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)陸軍已 在阿富汗部署了3D打印移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，為士兵現(xiàn)場(chǎng)創(chuàng)建工具和其他設(shè)備；美國(guó)海軍水下作戰(zhàn)中心已經(jīng)利用3D打印技術(shù)進(jìn)行老舊零件與工程的維修，實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)裝備保障能力的目標(biāo)。

對(duì)3D打印技術(shù)在裝備保障中應(yīng)用的思考

一是軍民融合，提高技術(shù)水平。許多大型武器裝備部分零件是以3D打印技術(shù)制造而成的，這一技術(shù)具有周期短、成本低、省材料、無(wú)需鍛造、無(wú)需模具等優(yōu)勢(shì)，是一項(xiàng)革命性技術(shù)，但因技術(shù)、人才、資金、材料等不足，它還不是一項(xiàng)顛覆性技術(shù)，很難替代傳統(tǒng)的鑄造、液壓等技術(shù)，還不具備在裝備保障中全面推廣。因此，我們應(yīng)進(jìn)一步深化軍民融合路子，與高校、科研院所及相關(guān)企業(yè)聯(lián)合，建設(shè)3D打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，建立常態(tài)化交流合作機(jī)制，走市場(chǎng)化運(yùn)行道路，促進(jìn)資源共享和互惠互利；建立產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)的合作交流，強(qiáng)化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、專(zhuān)利及創(chuàng)新體系的建設(shè)，提升產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力；開(kāi)展前瞻性研究和技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)，破解技術(shù)發(fā)展中的各種難題，促進(jìn)3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，為廣泛應(yīng)用于裝備保障中打下基礎(chǔ)。

二是實(shí)踐探索，掌握關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)軍事裝備的特殊性，軍工企業(yè)要立足部隊(duì)列裝的武器裝備，建立完善材料研發(fā)平臺(tái)，以聚合物材料、金屬材料、陶瓷材料、鈦合金等為重點(diǎn)，研發(fā)生產(chǎn)3D打印材料，培育擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的材料生產(chǎn)技術(shù)，滿(mǎn)足我軍未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)裝備保障所需的3D打印材料；針對(duì)部隊(duì)現(xiàn)有的高新尖端武器裝備，建設(shè)核心部件和裝備研發(fā)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)高精度成型工藝核心部件，研發(fā)硬件控制技術(shù)與開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)、3D打印及后處理設(shè)備的集成技術(shù)，加快我軍3D打印技術(shù)在信息領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，確保關(guān)鍵核心部件和裝備的集聚發(fā)展；針對(duì)信息化條件下武器裝備種類(lèi)多樣、形狀各異、性?xún)r(jià)比高等特點(diǎn)，建設(shè)3D建模研發(fā)平臺(tái)，研發(fā)3D模型獲取、3D建模技術(shù)與工程仿真、3D打印過(guò)程控制等關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)3D打印數(shù)字化建模系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新應(yīng)用，搶占未來(lái)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中3D技術(shù)的制高點(diǎn)。

三是形成體系，強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。目前，3D打印技術(shù)的行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)建立起來(lái)，具體的發(fā)展綱要或規(guī)劃也尚未出臺(tái)，市場(chǎng)成熟度不夠，競(jìng)爭(zhēng)力比較脆弱。盡管各地政府和軍工企業(yè)對(duì)3D打印技術(shù)極為重視，競(jìng)相發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)，以致相互攀比、分散發(fā)展，無(wú)法使3D打印產(chǎn)業(yè)形成聚力發(fā)展的態(tài)勢(shì)，長(zhǎng)此以往，3D打印產(chǎn)業(yè)有可能重蹈光伏產(chǎn)業(yè)無(wú)序發(fā)展、惡性競(jìng)爭(zhēng)的覆轍。對(duì)此，國(guó)家和軍隊(duì)?wèi)?yīng)積極把握這次軍改契機(jī)，對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行頂層規(guī)劃設(shè)計(jì)，形成一個(gè)良性循環(huán)體系，有需求、有市場(chǎng)、有生產(chǎn)、有研發(fā)，在使用中促進(jìn)技術(shù)成熟，在技術(shù)發(fā)展中提升應(yīng)用效果，在螺旋式發(fā)展中逐漸上升到一個(gè)高水平，具備與國(guó)外同行競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力，推動(dòng)我國(guó)由“制造大國(guó)”向“制造強(qiáng)國(guó)”轉(zhuǎn)變，帶動(dòng)我軍傳統(tǒng)裝備保障模式向新型裝備保障模式轉(zhuǎn)型升級(jí)，促進(jìn)部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力整體躍升，為實(shí)現(xiàn)“能打勝仗”的強(qiáng)軍目標(biāo)助力。