3D/4D打印技術(shù)在防空反導(dǎo)武器裝備制造領(lǐng)域的應(yīng)用研究

曹陽(yáng)

摘?要：隨著時(shí)代的進(jìn)步，科技發(fā)展的越來(lái)越快，在進(jìn)行“第三次工業(yè)革命”的時(shí)候，出現(xiàn)了3D打印技術(shù)。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，很快就被應(yīng)用到了各個(gè)領(lǐng)域，尤其在防空反導(dǎo)武器制造領(lǐng)域，更是取得了卓越的效果。在之后的幾年，又出現(xiàn)了4D打印技術(shù)，更是在防空反導(dǎo)武器制造領(lǐng)域掀起了一片浪潮。本篇論文首先介紹了3D和4D打印技術(shù)，然后又分別介紹了3D打印技術(shù)和4D打印技術(shù)在防空反導(dǎo)武器制造領(lǐng)域的應(yīng)用，最后還探討了兩者的發(fā)展前景，希望對(duì)以后的技術(shù)發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù);4D打印技術(shù);防空反導(dǎo)武器

1?引言

以前，美國(guó)無(wú)疑是技術(shù)最先進(jìn)的國(guó)家，3D打印技術(shù)也是由美國(guó)最先提出來(lái)的。在二十世紀(jì)八十年代，美國(guó)就已經(jīng)研究出了3D打印技術(shù)，并將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，比如教育和醫(yī)療等領(lǐng)域，并且都取得了卓越的成績(jī)。3D打印技術(shù)主要還是應(yīng)用在物體的設(shè)計(jì)制造上。本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，3D打印技術(shù)就是在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行物體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后通過(guò)金屬材料或者其他的合成材料將設(shè)計(jì)好的物體打印出實(shí)體來(lái)。

而4D打印技術(shù)就不一樣了，4D打印技術(shù)是在3D打印技術(shù)的基礎(chǔ)上又進(jìn)行了改革。3D打印技術(shù)只擁有三個(gè)維度，物體的長(zhǎng)、寬和高，即在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)的X軸、Y軸和Z軸。4D打印技術(shù)則是多了一個(gè)時(shí)間元素，即T。這是一個(gè)比較抽象的概念，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，由3D打印技術(shù)打印出來(lái)的物體是“死的”，二由4D打印出來(lái)的物體是“活的”。由4D打印技術(shù)打印出來(lái)的物體，可以自主的改變自己的形態(tài)，而不用人為控制?？梢哉f(shuō)，4D打印技術(shù)與3D打印技術(shù)相比，是一次質(zhì)的飛躍。

2?3D/4D打印技術(shù)在防空反導(dǎo)武器裝備制造領(lǐng)域的應(yīng)用

可以說(shuō)4D打印技術(shù)的發(fā)展是以3D打印技術(shù)為基石的，如果沒(méi)有3D打印技術(shù)，就不會(huì)有4D打印技術(shù)的出現(xiàn)。也因?yàn)?D打印技術(shù)出現(xiàn)的比較晚，歷時(shí)時(shí)間也比較短，所以發(fā)展和應(yīng)用還沒(méi)有3D打印技術(shù)那么的廣泛。而3D打印技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了各個(gè)領(lǐng)域，并且得到了人們的一致認(rèn)可，尤其在防空反導(dǎo)武器的等高智商領(lǐng)域，更是坐上了第一把交椅。

2.1 3D打印技術(shù)在防空反導(dǎo)武器裝備制造領(lǐng)域的應(yīng)用

（1）在2015年下半旬的時(shí)候，雷神公司發(fā)布了一道消息，這個(gè)消息可以說(shuō)是震驚了全球，那就是雷神公司已經(jīng)熟練掌握了3D打印技術(shù)，并且防空反導(dǎo)武器的大部分零件都可以應(yīng)用3D打印技術(shù)打印出來(lái)。雖然還不能達(dá)到流水線生產(chǎn)，但是在當(dāng)時(shí)可以說(shuō)是很先進(jìn)的了。

（2）在2016年上半旬的時(shí)候，美國(guó)又公布，洛馬公司在雷神公司的基礎(chǔ)上，又進(jìn)一步研發(fā)了3D打印技術(shù)在防空反導(dǎo)武器制造的使用，并且取得了很大的進(jìn)展。雷神公司只是能利用3D打印技術(shù)逐個(gè)的制造防空反導(dǎo)武器的零件，但是洛馬公司已經(jīng)可以利用3D打印技術(shù)進(jìn)行部分零件的連接了。這又是一次技術(shù)的進(jìn)步，同時(shí)又進(jìn)一步展示了3D打印技術(shù)在防空反導(dǎo)武器制造領(lǐng)域的重要作用。

2.2?4D打印技術(shù)對(duì)防空反導(dǎo)武器性能的影響

由于3D打印技術(shù)在防空反導(dǎo)武器上取得的巨大成就，人們?cè)?D打印技術(shù)的基礎(chǔ)上又研發(fā)了4D打印技術(shù)?？梢哉f(shuō)，將4D打印技術(shù)應(yīng)用到防空反導(dǎo)武器上，使防空反導(dǎo)武器的性能大大的提升了。

2.2.1 4D打印或?qū)⒏淖兎揽辗磳?dǎo)武器裝備制造流程

以往人們生產(chǎn)防空反導(dǎo)武器的方式，都是直接生產(chǎn)出完整的產(chǎn)品，然后在逐步地進(jìn)行試驗(yàn)，在得到滿意的效果以后，在將成品打包裝備，運(yùn)送到要使用該武器的地方，然后還要進(jìn)行人工組裝，最后才能投入到使用。但是在4D打印技術(shù)應(yīng)用到防空反導(dǎo)武器的制造上以后，就改變了這個(gè)生產(chǎn)方式。首先，只要生產(chǎn)出一個(gè)半成品即可，然后將這個(gè)半成品運(yùn)送到要使用的位置。然后這個(gè)半成品可以通過(guò)自行組裝來(lái)完成最后的組裝，然后應(yīng)用到使用中。還可以根據(jù)環(huán)境、任務(wù)或者攻擊目標(biāo)等，人為的通過(guò)某些介質(zhì)來(lái)觸發(fā)防空反導(dǎo)武器的組裝。這樣，在運(yùn)送的過(guò)程中，就可以大大降低工作效率，而且制造出來(lái)的防空反導(dǎo)武器還更加的適合使用。

2.2.2 4D打印或?qū)⒋蠓档椭圃斐杀静⑷〈斯そM裝

現(xiàn)在大部分的防空反導(dǎo)武器的組裝都是靠人力，這就需要耗費(fèi)大量的人力和物力。首先對(duì)組裝的人要求就很嚴(yán)格，工作人員不僅需要大量的專業(yè)知識(shí)，還需要熟練的組裝技術(shù)。并且隨著研究的深入，防空反導(dǎo)武器的設(shè)計(jì)會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，零件也會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，這樣在組裝的時(shí)候就會(huì)越來(lái)越難，因此在組裝問(wèn)題上，需要耗費(fèi)的成本就會(huì)越來(lái)越高昂。但是在4D打印技術(shù)出現(xiàn)以后，就可以改變這個(gè)狀況。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)的時(shí)候，就可以將防空反導(dǎo)武器一些需要組裝在一起的零件在一起打印，這樣防空反導(dǎo)武器就可以完成自組裝，就省去了人力的耗費(fèi)。

2.2.3 4D打印或?qū)⑦M(jìn)一步加快驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新速度

在一種新型防空反導(dǎo)武器出現(xiàn)之前，要經(jīng)歷漫長(zhǎng)的過(guò)程。首先在研究之前就要設(shè)計(jì)出要研究的武器的大框，然后進(jìn)行上報(bào)。其次就是設(shè)計(jì)的過(guò)程，設(shè)計(jì)的過(guò)程完全就是靠人力的想象，一種防空反導(dǎo)武器有大量的零件，每個(gè)零件設(shè)計(jì)完以后，才能打印出來(lái)，然后組裝起來(lái)，組裝成成品以后，才能進(jìn)行試驗(yàn)，然后在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后再進(jìn)行設(shè)計(jì)的更改，然后再根據(jù)設(shè)計(jì)的更改設(shè)計(jì)出新的零件，然后再制造出來(lái)，然后再組裝，再試驗(yàn)，再發(fā)現(xiàn)不足，再更改，這一個(gè)需要反復(fù)很多次的步驟，一種新型防空反導(dǎo)武器的產(chǎn)生甚至要經(jīng)歷上千次或者上萬(wàn)次的試驗(yàn)，才能得到自己預(yù)想的效果，所以一種新型防空反導(dǎo)武器的產(chǎn)生，往往要經(jīng)歷很長(zhǎng)時(shí)間，短則十幾年，長(zhǎng)則數(shù)十年，所以這是既耗費(fèi)經(jīng)歷又耗費(fèi)時(shí)間的事情。但是在4D打印技術(shù)產(chǎn)生以后，就大大縮減了這個(gè)時(shí)間。因?yàn)?D打印技術(shù)在打印產(chǎn)品的時(shí)候，就可以將防空反導(dǎo)武器需要連接在一起的部件一起打印，這樣，生產(chǎn)出來(lái)的防空反導(dǎo)武器就可以自行組裝，最主要的是，在試驗(yàn)的時(shí)候，運(yùn)用4D打印技術(shù)制造出來(lái)的防空反導(dǎo)武器可以根據(jù)環(huán)境的不同進(jìn)行自行更改，改變成可以更好適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境的形態(tài)。這樣，就省去了工作人員自己尋找不足的步驟，同時(shí)也省去了再制造用于試驗(yàn)的產(chǎn)品的步驟，這就從根本上縮短了防空反導(dǎo)武器研究的時(shí)間。所以，本來(lái)幾十年才可能完成的事情，而現(xiàn)在，可能在幾年之內(nèi)就可以完成，這是防空反導(dǎo)武器制造領(lǐng)域的一個(gè)重大突破。

2.2.4 4D打印或?qū)?yōu)化防空反導(dǎo)武器的相關(guān)性能

4D打印技術(shù)優(yōu)于3D打印技術(shù)明顯的一個(gè)特征就是，運(yùn)用3D打印技術(shù)打印出來(lái)的防空反導(dǎo)武器是“死的”，而運(yùn)用4D打印技術(shù)打印出來(lái)的防空反導(dǎo)武器是“活的”。比如，防空反導(dǎo)武器在發(fā)射的過(guò)程中，運(yùn)用3D打印技術(shù)打印出來(lái)的導(dǎo)彈，制造出來(lái)是什么樣，發(fā)射的過(guò)程中就是什么樣，不會(huì)因?yàn)榄h(huán)境或者突發(fā)狀況而改變，但是運(yùn)用4D打印技術(shù)打印出來(lái)的導(dǎo)彈就不一樣了，運(yùn)用4D打印技術(shù)打印出來(lái)的導(dǎo)彈，在發(fā)射的過(guò)程中，可以根據(jù)環(huán)境的變化來(lái)改變自己的形態(tài)，進(jìn)而讓自己本身可以更加的適應(yīng)環(huán)境，然后提高發(fā)射速度。

3?結(jié)論

本篇論文詳細(xì)的介紹了3D打印技術(shù)和4D打印技術(shù)，并且研究了3D打印技術(shù)和4D打印技術(shù)在防空反導(dǎo)武器制造領(lǐng)域的應(yīng)用。通過(guò)本篇論文不難看出，3D打印技術(shù)和4D打印技術(shù)在防空反導(dǎo)武器制造領(lǐng)域取得的成效是卓越的。并且隨著科技的不斷發(fā)展，將3D打印技術(shù)和4D打印技術(shù)融入到防空反導(dǎo)武器的制造領(lǐng)域是以后發(fā)展的主要潮流。

參考文獻(xiàn)

[1]?鄧甲昊，王萱.4D打印一項(xiàng)左右未來(lái)世界產(chǎn)業(yè)發(fā)展的革命性技術(shù)突破[J].科技導(dǎo)報(bào)，2013，31（31）：11.

[2]?李滌塵，劉佳煜，王延杰，等.4D打印-智能材料的增材制造技術(shù)[J].機(jī)電工程技術(shù)，2014，16（5）：1-9.