Истоки победы. Как разрушительные военные инновации определяют судьбы великих держав

Таким образом, АМ также облегчает изготовление сложных компонентов, например, включающих соты. Более того, сложные механические детали, такие как набор шестеренок, могут быть изготовлены без необходимости сборки составных частей. Например, компания GE Aviation изготовила более 45 000 топливных форсунок для реактивных двигателей с помощью 3D-печати. Сопла производятся как единый компонент, а не собираются из почти двух десятков отдельно отлитых деталей при субтрактивном производстве. Когда компания Boeing применила АМ к воздуховоду системы контроля окружающей среды истребителя F-18, шестнадцать составных частей были сокращены до одной. Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) использует 3D-печать для изготовления деталей для своих ракетных двигателей. Возможно, еще более впечатляющим является тот факт, что американская компания Aerojet Rocketdyne успешно построила и испытала двигатель, который обычно включает в себя десятки деталей, используя только аддитивное производство. Однако версия AM состояла всего из трех компонентов: инжектора и купола в сборе; камеры сгорания; горла и сопловой секции.

Наконец, дизайн и спецификации компонента могут быть изменены, а новый продукт произведен гораздо быстрее и с гораздо меньшими затратами с использованием АМ по сравнению с субтрактивным производством, особенно в случаях, когда требуется переналадка. Сегодня аддитивное производство выпускает широкий спектр продукции, от подошв для спортивной обуви Adidas до запасных частей для ядерного оружия и Международной космической станцииИ, похоже, мы находимся только в начале пути, который может проделать эта новая форма производства. Ведущие военные страны мира могут добиться значительных улучшений в разработке и производстве систем, логистике и готовности.

 

Последствия

Аддитивное производство может дать значительную экономию затрат при разработке и производстве военных систем. Как упоминалось ранее, уменьшая потребность в дорогостоящих традиционных производственных мощностях и снижая стоимость рабочей силы, АМ может помочь оборонно-промышленной базе (ОПП) добиться существенного повышения эффективности, высвобождая значительные ресурсы для решения других военных приоритетов. Избегая расходов, связанных с созданием уникальной оснастки и оборудования, АМ может производить модификации быстрее и дешевле, чем традиционные производственные процессы. Это может сократить циклы проектирования, помогая военным более эффективно адаптироваться в условиях турбулентной угрозы.

По сравнению с процессами SM, аддитивное производство может сэкономить значительное количество энергии, как в процессе производства, так и в созданном продукте. Это особенно актуально для отраслей, где требуются малосерийные и дорогостоящие детали, например, в аэрокосмической, военной и ядерной отраслях. Это достигается путем устранения этапов производства, сокращения потерь сырья, повторного использования побочных продуктов и производства более легких, более экономичных компонентов. Рассмотрим, например, производство спутников. Спутники, а также ракеты-носители, которые поднимают их в космос, требуют тщательно продуманных деталей, чтобы снизить вес до абсолютного минимума и при этом экономить дефицитное пространство для полезной нагрузки. Более того, многие детали спутников и ракет-носителей требуются в очень малых количествах, что делает их изготовление с использованием субтрактивных технологий производства, требующих дорогостоящих станков, очень дорогим. Часто такие детали могут быть изготовлены быстрее и относительно дешевле с помощью аддитивного производства.

Использование специально разработанных материалов также возможно при 3D-печати, например, новых сплавов с химическими и физическими характеристиками, разработанными специально для поддержки производимого изделия. Например, высокоэффективные магниты или материалы с интеллектуальной технологией (например, сенсоры) могут быть встроены непосредственно в структуру материала. Сокращая потребность в фабриках и рабочей силе, 3D-печать может привести к возвращению производства в более развитые промышленные страны. Это может снизить риск, связанный с военными системами, которые полагаются на глобальные цепочки поставок ключевых компонентов.