浅谈3D打印技术在特战装备维修保障中的应用

摘要：特战装备是特种部队力量建设的重要组成部分，是遂行特种作战、情报侦察、引导打击等多样化任务的物质基础;快速有效的特战装备维修保障在未来战争中发挥着至关重要的作用;为提高特战装备保障能力，本文在介绍3D打印技术发展的基础上，分析3D打印技术在特战装备维修保障中的可行性和应用前景。

关键词：特战装备;维修保障;3D打印技术

现代战争是体系与体系的对抗，高科技装备正发挥着越来越重要的作用，成为打赢战争的重要因素。特战装备是特种部队用以实施特种作战和保障特战行动的武器、武器系统和其他军事技术器材的统称。在未来战争中，快速有效的特战装备维修保障发挥着至关重要的作用，对加快新型作战力量战斗力建设具有重要意义。

一、特战装备保障主要现状

当前，随着军事装备的快速发展，我军特种部队装备建设取得了长足发展。但受作战环境、作战特点影响，特种装备保障起步相对较晚，战场抢修能力明显不足，与承担的作战任务和要求不相适应，明显滞后于特种部队建设。目前特战装备保障主要具有以下特点：

（1）特战分队遂行特种作战、情报侦察、引导打击等多样化任务决定了特战装备的多样化，装备种类多、数量复杂，可能同时动用空中装备、地面装备、水上装备，如无人侦察机、各型轻武器、轮式车辆、潜水装备等，保障对象多样，调配任务重，保障难度大。

（2）特种作战任务紧急，行动迅速，遂行任务难以预测，装备维修保障要求具有以快应急的特点，具有很强的时效性，在维修保障过程中，尽可能采取智能化手段进行检测、评估和快速维修，战损装备的快速再生成为特殊战场环境下的必然要求。

（3）战场环境恶劣，作战地域或山高林密，或地广人稀，敌社情复杂，可能会深入敌后，器材保障困难、资源匮乏，这就对装备保障储备、携行标准等提出更高要求，要具备一定的自主保障能力，尽量节约材料，简化制造过程，降低人员操作技能要求。

针对上述特战装备维修保障的现状和具体要求，为此引入3D打印技术对特战装备进行维修保障，实现特战装备零部件、维修工具等战场环境下按需生产，提高战场保障质效。

二、3D打印技术在军事领域的应用

3D打印技术又称增材制造技术，指运用粉末状可粘合材料，通过逐层添加“自下而上”的一种制造成型技术。它主要包括3D打印数据、打印实物和后处理等三个过程。首先根据计算机三维建模软件生成数据文件，再利用金属、塑料或其他材料逐层打印，最后对工件进行强化处理和热处理等，实现自动、快速、精确的生成零件。3D打印技术以其高柔性、高速性，在军事装备设计与制造、装备维修等多个领域取得令人瞩目的成果。

（一）航空航天装备研制。3D打印在航空航天领域运用最为广泛，有着很多成功的案例。美国LMT公司生产F-35战斗机的副翼梁钛合金零件就是采用3D打印技术来实现，其性能优越，顺利达到各项飞行指标的要求。英国皇家空军1架“旋风”战斗机试飞成功，其关键零部件便使用3D打印技术来制造，如起落架防护装置、进气口支架等，制造精度高、性能可靠，而且加工成本低。我國国内也有许多成功的应用，如我国首艘航空母舰“辽宁舰”配备的舰载机—歼-15，其钛合金主承力部分就是使用了3D打印制造的。我国在研发歼-20、歼-31战斗机过程中，也采用3D 打印技术制造钛合金主体承力部件，包括整个起落架等，大幅减轻战机重量，提高稳定性。

（二）装备维修保障。3D打印技术对军事装备维修保障方式来说是一场颠覆性的革命。阿富汗战争期间，美军两次向阿富汗部署了3D打印实验室，利用铝、塑料、钢等材料现场生产加工战损的所需零部件。在美阿拉巴马州安妮斯顿陆军基地，美军利用3D打印技术对损坏的M1坦克燃气涡轮进行了维修，效果十分理想。近年来，中国海军开始在驱逐舰上装备微型加工车间，应用3D打印技术快速修复受损零部件，提高装备保障效率。在“补给-2015行动”中，西部战区某部利用战场抢修车中配置的3D打印机，现场紧急生成了战损车辆的联轴器等损伤零件，大大提高了战场抢修能力。

三、3D打印技术在特战装备保障中应用可行性分析

未来战争火力猛、进程快、持续时间短，对突击车、轮式轻型侦察车、火力武器等特种部队装备毁伤能力强，战场抢修要求高，必须在尽量短时间内恢复装备战技术性能，否则将贻误战机，甚至影响战争结局。可以预见，3D打印技术势必对现代战争产生深远影响。

与传统模式相比，3D 打印技术具有以下性能优势：①加工简单，周期缩短;②节省原料，成本降低;③有利于制造复杂、特殊的产品;④对场地和环境限制要求少，可以实现远程设计与制造。实际作战中，特战装备由于战损无法完成预定任务，亟需备件进行维修保障情况经常发生，利用3D打印技术现场生产加工所需备件可有效解决这些问题。3D打印机特别适合以下零部件：①较重要的易损件;②不携带的不易损件;③占空比大的零件;④可暂时用其他材料替代的金属零件;⑤结构可简化的零件;⑥尺寸可调整的零件;⑦已停止生产的零件。

可见，3D打印的技术特点很好的吻合特种作战环境下装备保障方面的要求，不断发展的3D 打印技术对特战装备维修保障是可行的。战场上，一旦装备零部件损伤，即可利用便携电脑和3D打印机将存储的3D模型数据快速生成零件，不再需要后方保障供给，实现了战场紧急抢修。

四、3D打印技术在特战装备保障中的优势

随着计算机技术不断发展和材料科学不断突破，以及其他配套技术的不断进步，3D打印技术在装备保障领域愈发体现出优势，应用前景更为广阔。

（1）补充模式将由“支援投送”向“现场生产”转变。传统模式下，短缺战损的零部件必须依托后方基地前出支援投送。这种保障方式不仅耗时、费力、效率低，甚至还需要作战兵力提供输送过程中的安全保护。而3D打印技术正在向小型化、灵活化和多功能化发展，3D打印机完全可以由特战队员随身携带或者伴随任务部队机动部署。借助3D打印机，可以随时随地生产急缺的备件，不仅安全快捷，而且可以实现精确化保障。

（2）储存模式将由“实物储存”向“数据储存”转变。传统的装备器材储备，是根据作战类型和作战任务，对战时所需的器材进行预测。这种方式占用存储空间，管理成本高，而且很多长期存储的器材还会因为保管不善，出现锈蚀、老化等问题。而采用3D打印技术，只要有相关的三维建模数据，任何零部件都会制造出来，能满足战时需求，节约了存储空间，降低了管理成本，保障效率更高。

（3）保障人员将由“专业服务人员”向“设计制造人员”转变。3D打印技术的应用，未来的特战装备保障人员，不再是局限于存储、输送等专业服务人员，而是熟练掌握计算机辅助设计、材料学和加工工艺的设计制造人员。根据战场环境下特战装备维修的需要，及时设计和打印制造出合格的零部件。

（4）保障能力将由“应急型”向“质效型”转变。目前，很多3D打印材料具有低成本、快速、便捷、抗压等特点，与传统模式制造出的零件相比，利用3D打印技术产生的零部件在重量、韧度、抗压力等方面性能更加优越，更能满足高强度战争的需要。

3D 打印技术作为当前的一种新兴技术，在军事装备领域具有非常广阔的发展前景。随着3D打印技术的不断成熟和特种部队装备体系的不断发展，3D 打印技术必将有效解决我军特种部队武器装备在战场抢修中存在的诸多问题，在特战装备维修保障方面占据越来越重要的地位。

参考文献：

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[2]王群，耿云玲.3D打印的军事应用前景[J].国防，2013（8）：79-81.

[3]张希泉，何明华，梁宪纲.特种部队边境地区作战装备保障问题研究[J].装备学术，2015（5）：11-16.

作者简介：李业鹏，陆军特种作战学院，机电工程系，助教。