桑迪亞實(shí)驗(yàn)室研究人員利用3D打印技術(shù)制造核武器關(guān)鍵組件

南極熊導(dǎo)讀：無(wú)論是用于坦克、推進(jìn)系統(tǒng)、頭盔，還是艦船，增材制造技術(shù)正在國(guó)防工業(yè)中緩慢但穩(wěn)步地占據(jù)一席之地。每個(gè)月幾乎都有新的應(yīng)用被發(fā)現(xiàn)。例如，美國(guó)桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Sandia National Labs）宣布，它們正在利用3D打印和其意思技術(shù)改變武器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中定制電子連接器的方式。

△使用3D打印技術(shù)制造武器系統(tǒng)電子連接器

桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)多功能的實(shí)驗(yàn)室，由霍尼韋爾國(guó)際旗下的桑迪亞有限責(zé)任公司（Sandia LLC）為美國(guó)能源部國(guó)家核安全局運(yùn)營(yíng)。該實(shí)驗(yàn)室從多個(gè)來(lái)源獲得資金，在核威懾、全球安全、能源技術(shù)等領(lǐng)域處于研究前沿。在3D打印制造方面，該實(shí)驗(yàn)室也具備豐富的經(jīng)驗(yàn)。去年3月，該實(shí)驗(yàn)室與俄勒岡州立大學(xué)簽訂了一個(gè)合作項(xiàng)目，旨在開(kāi)發(fā)一種可以捕獲二氧化碳的3D打印建筑材料。

然而，這個(gè)特殊的項(xiàng)目卻完全不同。具體來(lái)說(shuō)，它是3D打印開(kāi)發(fā)連接器項(xiàng)目的一部分，該項(xiàng)目致力于利用先進(jìn)制造技術(shù)幫助開(kāi)發(fā)武器系統(tǒng)，特別是核武器的連接器。該項(xiàng)目由美國(guó)國(guó)家安全局資助，為期五年，旨在建立一支能夠在四周內(nèi)制造并交付功能連接器的團(tuán)隊(duì)，而目前則需要一年或更長(zhǎng)的時(shí)間。同時(shí)，還要確保質(zhì)量始終保持一致。

桑迪亞高級(jí)機(jī)械工程師兼連接器專家Michael Gallegos強(qiáng)調(diào)了該項(xiàng)目的重要性。他表示：“通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)室，我們擴(kuò)大了響應(yīng)各種客戶要求的能力。這是一次跨中心合作，連接了核威懾設(shè)計(jì)和材料科學(xué)領(lǐng)域。每個(gè)項(xiàng)目都讓我們有機(jī)會(huì)以新的方式使用我們的工具和材料進(jìn)行創(chuàng)新和創(chuàng)建功能原型�！�

△桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的工程師正在分析PEEK插入件

桑迪亞實(shí)驗(yàn)室為武器系統(tǒng)制造3D打印電子連接器

盡管現(xiàn)在已非冷戰(zhàn)時(shí)期，但核威懾仍然是許多國(guó)家國(guó)防戰(zhàn)略的核心組成部分。因此，確保國(guó)家核武庫(kù)的狀態(tài)良好至關(guān)重要。美國(guó)擁有世界第二大核彈頭庫(kù)存（截至2023年9月，約為3748枚，而俄羅斯為5580枚）。所以，電氣連接器在其中扮演著關(guān)鍵角色，因?yàn)檫@些部件對(duì)于確保核武器的安全性和在必要時(shí)的觸發(fā)至關(guān)重要。

△作為桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室快速開(kāi)發(fā)連接器項(xiàng)目的一部分，一名電氣工程師正在研究插座觸點(diǎn)

研究人員在探索快速開(kāi)發(fā)連接器項(xiàng)目中，從多個(gè)角度看到了利用快速成型制造技術(shù)，特別是3D打印技術(shù)，所帶來(lái)的各種優(yōu)勢(shì)和潛力。例如，桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室指出，共同定位制造技術(shù)顯示出將3D打印與注塑成型結(jié)合用于小批量零件生產(chǎn)的潛力。使用3D打印技術(shù)制造成本效益更高的模具已經(jīng)得到普遍認(rèn)可。具體來(lái)說(shuō)，3D打印模具的周轉(zhuǎn)速度比傳統(tǒng)機(jī)械加工快，并且允許進(jìn)行更多的設(shè)計(jì)迭代。此外，實(shí)驗(yàn)室還在研究使用快速成型玻璃技術(shù)制造密封件的可行性。

這些電子連接器的受益者包括W93武器的研發(fā)人員。W93預(yù)計(jì)從2034年起將取代美國(guó)海軍潛艇上的W76和W88彈頭。此外，美國(guó)計(jì)劃在國(guó)家核安全局資助期結(jié)束后，將該項(xiàng)目納入新武器計(jì)劃的預(yù)算中。