來(lái)源：科技日報

   近日，一家美國公司利用3D打印技術(shù)，成功造出AR-15半自動(dòng)步槍的彈匣及其他部件。不久后，這家公司又在互聯(lián)網(wǎng)上公布，首款名為“解放者”的3D打印手槍試射成功。新技術(shù)的出現，往往最先用于軍事領(lǐng)域?？梢灶A計的是，3D打印技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應用會(huì )日趨廣泛，以3D打印技術(shù)為代表的新工業(yè)革命，必將引發(fā)新軍事革命。請看科技日報特約專(zhuān)稿——3D打?。褐莆磥?lái)軍事新變革。

   看過(guò)電影《十二生肖》的觀(guān)眾大概都對里面用3D打印技術(shù)制造圓明園獸首贗品的場(chǎng)景記憶猶新。一張3D電腦圖紙，一臺3D打印機，幾分鐘就可以制造出一個(gè)完美復制的產(chǎn)品。

   3D打印技術(shù)又稱(chēng)為“快速成型技術(shù)”或“增材制造技術(shù)”，誕生于上世紀80年代末，主要是以數字模型文件為基礎，通過(guò)材料疊層添加構造三維物體的變革性、數字化增材制造技術(shù)。與傳統制造業(yè)的“減材制造技術(shù)”相比，3D打印技術(shù)具有制造成本低、研制周期短、生產(chǎn)效率高等明顯優(yōu)勢，已成為引領(lǐng)未來(lái)全球制造業(yè)發(fā)展趨勢的關(guān)鍵詞，廣泛應用于傳統制造業(yè)、航空航天、生物醫學(xué)、文物保護、食品行業(yè)、建筑設計、文化創(chuàng )意和配件飾品等領(lǐng)域。

  2012年，美《時(shí)代》周刊將3D打印產(chǎn)業(yè)列為“美國十大增長(cháng)最快的工業(yè)”。英國《經(jīng)濟學(xué)人》雜志則認為，3D打印技術(shù)將與數字化生產(chǎn)模式一同成為引發(fā)第三次工業(yè)革命的關(guān)鍵因素。2012年底，美國《外交政策》雜志網(wǎng)站刊登的題為《今日未來(lái)武器——2013年值得關(guān)注的五種武器》的文章中，3D打印武器排在榜首!

   可以設想，作為先進(jìn)制造技術(shù)之一，3D打印技術(shù)所具有的數字化、智能化、個(gè)性化、定制化的核心理念，必將引發(fā)一場(chǎng)劃時(shí)代的軍事技術(shù)革命和作戰方式變革。當前，以美國、歐盟為代表的世界主要軍事強國已經(jīng)嗅到了這股浪潮的氣息，紛紛制定標準、研發(fā)技術(shù)、推廣應用，以期在新一輪軍事變革中占據有利位置。在未來(lái)信息化戰爭中，3D打印技術(shù)的成熟應用，對推動(dòng)軍隊建設和保障方式發(fā)展將產(chǎn)生積極而深遠的影響。

   武器裝備實(shí)現隨時(shí)、隨地、按需生產(chǎn)

  3D打印技術(shù)給武器裝備帶來(lái)的變化無(wú)疑是革命性的。它可直接用于戰場(chǎng)武器裝備的維護與保障。在未來(lái)信息化戰場(chǎng)上，技術(shù)保障人員可隨時(shí)利用攜帶的3D打印機，直接把損毀的武器裝備部件打印出來(lái)，裝配后可重新投入戰場(chǎng)?？梢灶A見(jiàn)，未來(lái)不僅小型槍支、簡(jiǎn)單物資可實(shí)現打印，軍艦、飛機、坦克等大型、復雜的武器裝備，甚至軍事基地等都可用3D打印機直接或間接“制造”出來(lái)。

   當前，它已開(kāi)始在戰爭中小試牛刀。外媒報道稱(chēng)，美國陸軍2011年就向阿富汗部署了3D打印移動(dòng)實(shí)驗室，為士兵現場(chǎng)創(chuàng )建工具和其他設備。該實(shí)驗室能通過(guò)使用3D打印機和計算機數字控制設備將鋁、鋼材和塑料生產(chǎn)加工成所需零部件，從而實(shí)現在戰區內快速生產(chǎn)原型產(chǎn)品。美國陸軍計劃通過(guò)這種做法增強單兵作戰、戰區巡邏以及小型前線(xiàn)作戰基地的可持續能力。同時(shí)，美國陸軍也在加速3D打印技術(shù)實(shí)戰化部署，以提高戰時(shí)裝備保障能力，降低武器裝備造價(jià)成本，增強持續戰斗力。

   與武器裝備生產(chǎn)的傳統工藝模式不同，3D打印技術(shù)集概念設計、技術(shù)驗證與生產(chǎn)制造于一體，這必將極大縮小武器裝備從“概念”到“定形”的時(shí)間差，從而加快武器裝備的更新周期，實(shí)現隨時(shí)、隨地、按需生產(chǎn)。有媒體報道，殲-10戰斗機研發(fā)用了近10年時(shí)間，而運用3D打印技術(shù)后，我國在3年時(shí)間內就推出了艦載機殲-15，直接跨入第三代艦載戰斗機方陣。目前，3D打印技術(shù)已被全面應用于殲-20隱形戰斗機和殲-31第五代戰斗機的研發(fā)中。不容置疑，3D打印技術(shù)正在制造空軍發(fā)展的“中國速度”。

   而美國政府為重振制造業(yè)建立的15所3D打印技術(shù)研究院中，有2所歸國防部控制，專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)建造軍隊數字資料庫和新型金屬材料，用來(lái)簡(jiǎn)化制造“復雜的武器系統”。

   實(shí)現后勤保障革命性變化

   未來(lái)信息化戰爭中，3D打印技術(shù)的重要價(jià)值還在于使得戰場(chǎng)保障方式發(fā)生革命性變化：將由以依托后方為主，變?yōu)橐躁嚨?ldquo;DIY”為主，即由作戰人員在戰地自助生產(chǎn)行動(dòng)所需的后勤藥品、食品和物資等。據2012年4月美國國防部公布的《政府計劃》，美軍期望在非戰爭軍事行動(dòng)中，通過(guò)3D打印技術(shù)現場(chǎng)制造出能夠滿(mǎn)足實(shí)際所需的食品、藥品和裝備，從而率先實(shí)現后勤保障的革命性變化。

   戰場(chǎng)“零傷亡”愈來(lái)愈成為世界各國軍隊追求的理想目標，其努力途徑之一就是及時(shí)有效的醫療救護，以提高傷員的生存概率。但受戰場(chǎng)時(shí)間、空間、環(huán)境等諸多不確定因素的制約，戰場(chǎng)應急救護往往難以實(shí)現效果最佳化。應用3D生物打印技術(shù)對受損關(guān)節、部位甚至器官進(jìn)行小批量、數字化的定制，能夠最大限度地滿(mǎn)足不同傷員的醫療需求。目前，通過(guò)該技術(shù)打印的無(wú)生命修復形式已廣泛應用于醫療行業(yè)?？梢韵胂?，隨著(zhù)3D打印技術(shù)與醫學(xué)影像建模、仿真技術(shù)的完美結合，以及生命物體在結構、材料和活性上的有機統一，3D打印骨植入物、活性軟骨、心臟瓣膜，甚至在人體內直接打印活性組織和人體器官，將成為挽救官兵生命的“諾亞方舟”。

   在惡劣的戰場(chǎng)環(huán)境、頻繁的作戰行動(dòng)和有限的保障方式下，官兵的飲食問(wèn)題難以做到科學(xué)、營(yíng)養，在很大程度上不僅影響了官兵士氣，更削弱了戰斗力。利用裝配觸摸屏、內置記憶卡、智能數控系統、網(wǎng)絡(luò )連接設備的3D食品打印機，通過(guò)微型皮膚植入物科學(xué)系統地記錄每一名官兵在作戰行動(dòng)中的心跳、體重、情緒、睡眠質(zhì)量和燃燒卡路里等無(wú)線(xiàn)信號流，經(jīng)過(guò)生物統計數據和精確數控，根據不同作戰人員每日不同的需求量和飲食喜好，為其量身“打印”營(yíng)養成分比例合理的新鮮、健康食物，保障官兵在惡劣環(huán)境下的飲食更安全、更營(yíng)養。

   后勤補給是戰場(chǎng)上最易遭受攻擊的薄弱環(huán)節。美軍認為，3D打印機與戰場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )、無(wú)人駕駛運輸直升機或汽車(chē)相結合將徹底解決這一問(wèn)題。無(wú)人駕駛運輸直升機或汽車(chē)能夠源源不斷地將物資原料前運至基地，在無(wú)線(xiàn)戰場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )傳遞的三維設計圖指導下，3D打印機可以快速制造出需要的軍需物資，實(shí)現對庫存變化和戰場(chǎng)需求做出快速反應。美國陸軍正計劃通過(guò)這種做法增強單兵作戰、戰區巡邏以及小型前線(xiàn)作戰基地的可持續作戰能力。

   如虎添翼的太空“利器”

   隨著(zhù)世界各國政治、經(jīng)濟和軍事利益空間的不斷拓展，太空已上升至國家安全戰略的高度，成為爭相探索、開(kāi)發(fā)的重要領(lǐng)域。與此同時(shí)，發(fā)展低成本、響應型太空任務(wù)也成為了各國面臨的嚴峻挑戰和現實(shí)課題。

   眾所周知，宇宙飛船內可謂是真正的“寸土寸金”，由于攜帶備用零件會(huì )增加飛船的體積和重量以及受到宇宙中失重環(huán)境的影響，一旦飛船內某個(gè)零部件出現故障，及時(shí)進(jìn)行更換是十分困難的。而3D打印技術(shù)可以制造過(guò)去認為復雜而不經(jīng)濟的產(chǎn)品，并大大減輕產(chǎn)品重量。與機器制造出的零件和產(chǎn)品相比，3D打印的產(chǎn)品更加精細輕盈，打印出來(lái)的產(chǎn)品重量要輕60%，而且沒(méi)有與其功能無(wú)關(guān)的剩余物。如果利用安裝在飛船中的3D打印機，宇航員們就只需攜帶金屬絲物料按需打印所需零部件，問(wèn)題便可迎刃而解，既節省了空間又減輕了負載。2012年7月，美國“太空網(wǎng)”透露，美國宇航局和國防部正在測試新一代3D打印機，可以使宇宙飛船在繞地球飛行時(shí)制造設備零部件。

   同時(shí)，3D打印技術(shù)也為人類(lèi)在月球上活動(dòng)提供了可能。據英國《每日郵報》報道，2013年2月歐洲航天局宣布，計劃讓機器人攜帶3D打印機“空降”到月球上，利用3D打印技術(shù)將月球上的原始土壤轉變成建筑材料，建立首個(gè)人類(lèi)基地，并有望在未來(lái)40年內投入使用。

   3D打印“熱”下的“冷思考”

   3D打印技術(shù)是對人類(lèi)控制能力極限的挑戰和展示，其實(shí)質(zhì)是制造業(yè)向智能化不斷演進(jìn)的歷程。當前，我國制造業(yè)正面臨轉型升級挑戰，信息化和工業(yè)化的深度融合為這一進(jìn)程提供了前所未有的機遇。

   受技術(shù)裝備、新型材料、設計軟件、質(zhì)量安全、公共環(huán)境等制約和影響，盡管3D打印技術(shù)已成功地將傳統復雜的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單化，將材料領(lǐng)域的疑難問(wèn)題程序化，但目前僅適用于少批量、小尺寸、高精度、造型復雜的零部件和元器件的加工制造，還難以代替傳統制造業(yè)大規模、大批量的加工制造優(yōu)勢。

   尤其是在軍事領(lǐng)域，目前3D打印技術(shù)雖然可能生產(chǎn)出手槍、子彈等武器，但遠達不到實(shí)戰標準，它大部分情況下將被應用于武器裝備的概念設計、技術(shù)驗證等。只有將3D打印技術(shù)的個(gè)性化、復雜化、高難度的特點(diǎn)與傳統制造業(yè)的規?；?、批量化、精細化相結合，與制造技術(shù)、信息技術(shù)、材料技術(shù)和生命科學(xué)技術(shù)相結合，才能不斷推動(dòng)3D打印技術(shù)在軍事領(lǐng)域的創(chuàng )新發(fā)展。