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新西蘭政府剛公布了一份頗有看點(diǎn)的國防工業(yè)戰(zhàn)略,未來四年將投入約90億紐幣用于國防開支,同時設(shè)立1億到3億紐幣的軍事技術(shù)基金。
這個南太平洋島國把國防開支占GDP的比例從現(xiàn)在往2%推進(jìn),目標(biāo)是八年內(nèi)達(dá)成。
真正值得3D打印從業(yè)者關(guān)注的,是這份戰(zhàn)略對增材制造技術(shù)的定位,雖然戰(zhàn)略原文僅提到了先進(jìn)制造而并沒有直接提到增材制造,但多家新西蘭本土媒體對于該戰(zhàn)略與3D打印的關(guān)聯(lián)做了解讀:
增材制造直接嵌入到實(shí)戰(zhàn)裝備的快速迭代、本土供應(yīng)鏈構(gòu)建、以及前線維修保障體系中。
FPV無人機(jī)+3D打?。簯?zhàn)場需求倒逼的技術(shù)組合
據(jù)外媒的解讀,新西蘭陸軍的策略里,明確提出要推動FPV無人機(jī)和增材制造技術(shù)的迭代開發(fā),用于零部件和子組件的生產(chǎn)。
這種做法能夠快速生產(chǎn)作戰(zhàn)模塊,在可控成本下增強(qiáng)偵察和精確打擊能力。
新西蘭陸軍已經(jīng)在伯納姆軍事基地完成了10名合格飛行員的FPV平臺培訓(xùn),課程由當(dāng)?shù)責(zé)o人機(jī)公司Kiwi Quads和Fenix提供支持,這些無人機(jī)可以在現(xiàn)場3D打印并組裝。
新西蘭教官麥克唐納中士的評價很直接:這些無人機(jī)成本低、易于制造,除了情報監(jiān)視偵察功能外,還能對目標(biāo)實(shí)施攻擊性打擊。
從技術(shù)路徑看,這種做法完全符合當(dāng)前戰(zhàn)場的實(shí)際需求。根據(jù)烏克蘭戰(zhàn)場的報告,無人機(jī)現(xiàn)在造成了約70%的戰(zhàn)場傷亡。
在這種背景下,能夠快速迭代設(shè)計、就地制造、低成本批量生產(chǎn)的FPV無人機(jī),配合3D打印的零部件供應(yīng)能力,構(gòu)成了一個完整的戰(zhàn)術(shù)體系。
傳統(tǒng)軍工采購流程走下來,從需求提出到裝備交付,短則數(shù)月長則數(shù)年。但戰(zhàn)場環(huán)境變化極快,等你的裝備定型交付,可能戰(zhàn)術(shù)需求早已變化。
新西蘭采用的快速原型和短作戰(zhàn)循環(huán)策略,能夠迅速響應(yīng)戰(zhàn)術(shù)需求的變化。
成本結(jié)構(gòu)來說,F(xiàn)PV無人機(jī)可以在現(xiàn)場3D打印和組裝,成本低廉,這意味著損耗不再是大問題。在高強(qiáng)度對抗中,無人機(jī)的消耗是必然的,如果單機(jī)成本過高,實(shí)戰(zhàn)中會束手束腳。
而3D打印帶來的低成本制造能力,讓消耗型戰(zhàn)術(shù)成為可行選項。
從本土制造到前線維修:3D打印重構(gòu)供應(yīng)鏈邏輯
新西蘭這份戰(zhàn)略還有一個很明確的導(dǎo)向:
強(qiáng)化本土制造能力,減少對遠(yuǎn)程供應(yīng)鏈的依賴。
國防能力計劃分配了3到6億紐幣用于加強(qiáng)物流、維護(hù)和關(guān)鍵零部件的本地生產(chǎn)。
這背后的邏輯很清楚:
新西蘭地處南太平洋,地理位置相對孤立,如果關(guān)鍵零部件依賴歐美供應(yīng)鏈,一旦出現(xiàn)延遲或中斷,裝備戰(zhàn)備狀態(tài)會受到嚴(yán)重影響。
3D打印在這個框架里扮演的角色,不僅僅是原型開發(fā)工具,更是分布式制造網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施。
這種思路其實(shí)和美國國防部的增材制造戰(zhàn)略一脈相承。
美國國防部的增材制造戰(zhàn)略強(qiáng)調(diào),3D打印為國防部提供了前所未有的供應(yīng)鏈敏捷性,同時使開發(fā)人員能夠保持技術(shù)主導(dǎo)地位。
具體到實(shí)踐層面,軍事行動中,超過40%的國防部門用戶現(xiàn)在依賴增材制造進(jìn)行維修和保養(yǎng),隨著金屬增材技術(shù)的發(fā)展,這一使用率預(yù)計將翻倍。
在沖突地區(qū),傳統(tǒng)供應(yīng)鏈經(jīng)常被打斷,現(xiàn)場部署的3D打印機(jī)能夠顯著加快設(shè)備維修速度。
新西蘭的3D打印產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ):不容小覷的技術(shù)積累
很多人可能會好奇,新西蘭這么小的國家,有能力支撐這樣的戰(zhàn)略嗎?
實(shí)際上,新西蘭在金屬增材制造領(lǐng)域的積累超出很多人的想象。
RAM3D與Oceania Defence合作,已經(jīng)為澳大利亞國防軍生產(chǎn)了超過1000個槍械消音器。
這些消音器采用鈦合金Ti64和718粉末一體打印成型,無需間隔件、螺紋組件或其他支撐結(jié)構(gòu) 。
作為增材制造技術(shù)的早期采用者,Oceania Defence已經(jīng)獲得了通過金屬3D打印制造消音器的專利。
新西蘭是這個項目的理想地點(diǎn),因?yàn)閷ο羝鞯膿碛泻凸?yīng)沒有限制,而且新西蘭3D打印的成本結(jié)構(gòu)極具競爭力。
Zenith Technica是澳大拉西亞地區(qū)最大的電子束粉末床熔融服務(wù)提供商之一,運(yùn)營著三臺Arcam Q10 Plus和兩臺Arcam Q20設(shè)備。
該公司用鈦合金生產(chǎn)零部件,已經(jīng)制造了超過400個目前在軌道上運(yùn)行的組件。
政府機(jī)構(gòu)Callaghan Innovation在其AddLab設(shè)施上投入巨資,該設(shè)施配備了一系列金屬和聚合物制造工藝。
2019年,該實(shí)驗(yàn)室為新西蘭航空公司生產(chǎn)了一個顯示器支架,與傳統(tǒng)制造的零件相比減重40%。
這些案例說明,新西蘭在金屬3D打印的工程化應(yīng)用、質(zhì)量控制、以及特殊材料加工方面,已經(jīng)形成了比較成熟的能力體系。這為國防領(lǐng)域的應(yīng)用打下了扎實(shí)基礎(chǔ)。
最小可行能力:一種務(wù)實(shí)的裝備發(fā)展哲學(xué)
新西蘭這份戰(zhàn)略里還有一個有意思的概念:最小可行能力。
政府采用最小可行能力方法來增強(qiáng)項目管理和采購,這種方法側(cè)重于固定成本和進(jìn)度,同時允許靈活的范圍調(diào)整,以更快地交付基本能力。
這個理念和敏捷開發(fā)、精益創(chuàng)業(yè)的思路是一致的。
不追求一次性把所有功能做到完美,而是先快速交付核心能力,然后持續(xù)迭代優(yōu)化。
這種思路特別適合和3D打印結(jié)合,增材制造本身就擅長快速迭代、小批量生產(chǎn)、設(shè)計靈活調(diào)整。
應(yīng)用場景的選擇方面,新西蘭沒有試圖在所有領(lǐng)域全面鋪開3D打印,而是精準(zhǔn)地選擇了幾個場景:
FPV無人機(jī)的快速迭代、關(guān)鍵零部件的本地化生產(chǎn)、前線維修保障。
這些場景有共同特點(diǎn):對響應(yīng)速度要求高、對供應(yīng)鏈韌性要求高、對成本敏感、能夠容忍設(shè)計迭代。
產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育方面。新西蘭要求主要供應(yīng)商制定新西蘭工業(yè)能力計劃,以確保在交付和維持國防能力時使用新西蘭本土產(chǎn)業(yè)。
同時探索中小企業(yè)成為精益主承包商的機(jī)會,向國防部交付設(shè)備和系統(tǒng)。
這種政策設(shè)計用采購杠桿撬動本土產(chǎn)業(yè)能力提升。
從FPV無人機(jī)到本土供應(yīng)鏈,從前線維修到裝備迭代,增材制造不再是錦上添花的技術(shù)展示,而是作為核心能力要素深度嵌入到新西蘭國防體系中。
對于我國來說,有更大的市場、更完整的產(chǎn)業(yè)鏈、更強(qiáng)的制造能力。
如果能夠在戰(zhàn)略層面做好技術(shù)與需求的耦合,在應(yīng)用場景上做精準(zhǔn)導(dǎo)向,在產(chǎn)業(yè)生態(tài)上做系統(tǒng)培育,增材制造在國防、應(yīng)急、高端制造等領(lǐng)域的價值空間將得到更大釋放。
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