美国军方增材制造技术发展规划

文章来源： 高端装备产业研究中心 

增材制造（AM）对全球技术进步的影响是深远的，美国军方更是把AM技术视为未来重要的装备材料制造技术。从美国国防部（DoD）的规划部署来看，美国空军、陆军、海军、海军陆战队都在努力推进AM材料、工艺和制造技术的投资和应用推广力度。

美国正在大力振兴工业制造业，其中的一项努力是大力拓展增材制造技术所具备的有效设计和快速样机制造能力。美军每个军种以及大部分供应基地和军械库，都在进行独立的增材制造技术研发及应用。因为相较其他制造技术，增材制造技术在时间和成本、复杂性和定制需求、技术新颖性方面都更满足国防部的要求。

增材制造技术满足美国国防部的多方需求（Defense AT&L）

目前，美国空军和美国海军都已经制定了增材制造技术战略实施计划，陆军也正在进行相应技术实施规划草案的制定工作。

美国空军的增材制造战略规划

在美国空军的增材制造战略实施计划中，增材制造技术的开发基于现在、近期和长期三步走策略，并结合了以下9个关键技术挑战的解决：

√ 材料标准和可用性
√ 零件选择
√ 技能组合开发
√ 配置控制
√ 重复性
√ 网络安全
√ 部件验证和资格认证
√ 流程验证和资格认证
√ 逆向工程

作为近期目标美国空军将以集中方式开发限定目标非关键部件的选择性增财制造功能。并在国防部供应商中建立可共享和扩展的增材制造设备、培训、流程、工具、后处理程序等的相关标准。美国军方的长期愿景是建立增材制造全球制造网络，以实现按需打印流程来降低成本并有效提高军队灵活性。

美国空军增材制造能力发展路线图

美国空军还进行了一系列功能性增材制造技术演示项目。包括利用Direct-Write Plasma技术打印了MQ-9 Reaper无人机的铜制天线、高温碳纤维复合材料的打印以及用Images of Silver Ink技术将弹性混合电子打印到PEEK（底部）上等。其中利用选择性激光烧结制成的高温聚合物复合材料将适用于极端环境材料，可用于下一代战斗机喷气机的前缘和后缘。

美国海军的增材制造战略规划

美国海军部在增材制造技术开发及应用方面具有完善的组织结构。海军增材制造执行委员会（The Naval Additive Manufacturing Executive Committee），由海军副协助秘书组成，负责研究，开发，测试和评估。该委员会联合海军多个部门研究并发布了海军增材制造实施计划（IP）。美国海军增材制造实施计划 V2.0确定了以下五个目标 ：

√ 增加增材制造系统的开发和集成。
√ 培养对增材制造零件进行认证的能力。
√ 增材制造框架和工具进行数字标准化，实现端到端流程集成。
√ 建立美国海军先进的集成数字化制造网格。
√ 对海军员工的增材制造教育、培训和认证的流程化

除了这些广泛的目标之外，DON AM IP V2.0还打破了要克服的特定重点领域和实施挑战，同时还展示了跨越2017年至2021年的进展里程碑和示范。

美国陆军的增材制造战略规划

美国陆军的增材制造的具体实施计划目前正由美国陆军装备司令部制定中。据悉，陆军增材制造技术路线图（AAMTR）包括15个技术目标，65个有序活动，以及跨越设计、材料、流程和价值链四个重点领域的241个要求。

美国陆军规划的增材制造应用领域包括：

√ 维护和维护，
√ 新部件/系统的生产和采购
√ 增材制造在急需和远征环境中的应用。

此外，陆军计划还详细阐述了成功实施增材制造技术必须解决的其他几个非技术关键推动因素，包括文化变革，劳动力发展，数据管理和政策变革等。

美国陆军增材制造应用路线图

主要资料来源：

[1]AdditiveManufacturing in the DoD，DSIAC 2018
[2]Opportunities andChallenges of Additive Manufacturing in the DoD，DSIAC 20153-D-Printed Weapons:Challenges and Opportunities in Advanced Manufacturing，DSIAC 2018，
[3]AdditiveManufacturing: From Form to Function，Strategic StudiesQuarterly，2016 fall
[4]The December 2016issue of the Defense Acquisition, Technology and Logistics (AT&L) Magazine
[5]AdditiveManufacturing Fundamental Concepts， DAU Lunch& Learn，2018
[6]PERATIONALIZINGADDITIVE MANUFACTURING TO ENHANCE WARFIGHTER CAPABILITIES AND STRENGTHEN THEORGANIC INDUSTRIAL BASE，U.S. ARMY ARMAMENT RESEARCH,DEVELOPMENT & ENGINEERING CENTER
[7]Department of theNavy (DON) Additive Manufacturing (AM) Implementation Plan V2.0 (2017)