軍用3D打印新時代：速度、彈性和自主性兼?zhèn)涞募夹g(shù)革新

隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭逐漸向分散化、速度和彈性轉(zhuǎn)變，新一代堅固耐用的可部署3D打印系統(tǒng)正在改變軍事后勤的面貌。這些技術(shù)讓部隊能夠在前線快速生產(chǎn)備件、工具甚至整個無人系統(tǒng)，從而繞過傳統(tǒng)供應鏈的限制。南極熊將介紹四家在這一領(lǐng)域頗具創(chuàng)新性的公司：Markforged、SPEE3D、Firestorm Labs 和 Craitor。Markforged和 SPEE3D公司在商業(yè)市場上有更廣泛的應用，Firestorm Labs和Craitor則專注于國防領(lǐng)域的特定任務需求。


△Craitor FieldFab 在Oahu島的 KBay 海灘“值班”，3D 打印關(guān)鍵部件和小型無人機系統(tǒng) (sUAS)。

Markforged 的 X7 Field Edition
Markforged 推出的 X7 Field Edition（簡稱 X7 FE）是一款專為戰(zhàn)場環(huán)境設計的工業(yè)級3D打印機，被裝在堅固的 Pelican AL3232 單蓋箱中，內(nèi)部配有定制泡沫模塊和移動組件鎖，防止運輸過程中產(chǎn)生損壞。這款設備能夠使用高強度復合材料按需打印零件，特別適合偏遠或戰(zhàn)術(shù)環(huán)境中使用。


△Markforged的 X7 FE

X7 FE 已在美國軍隊多個部門得到廣泛應用。例如，美國陸軍利用該系統(tǒng)在幾天內(nèi)解決了已停產(chǎn)的作戰(zhàn)車輛部件的替換問題；美國空軍利用此款打印機制造 B-52 轟炸機和 C-5M 飛機的零部件；美國海軍也已經(jīng)開始在艦船上直接打印所需部件，如 USS Tulsa 戰(zhàn)艦上的某些關(guān)鍵組件。此外，X7 FE 還通過了 MIL-STD-810 測試，證明其符合美國國防部對極端環(huán)境的要求。



X7 FE 的一大亮點是便攜性和易用性。整套設備可在幾分鐘內(nèi)完成設置并開始打印，同時包含必要的材料、備件和工具，確保在斷開連接的環(huán)境下也能持續(xù)生產(chǎn)。這種能力不僅顯著縮短了維修周期，還大幅降低了對傳統(tǒng)物流的依賴。

SPEE3D 的 XSPEE3D
總部位于澳大利亞的 SPEE3D 是冷噴涂金屬增材制造技術(shù)領(lǐng)域的先驅(qū)，其 XSPEE3D 系統(tǒng)是一款集裝箱式的移動金屬3D打印機，專為惡劣條件設計，能夠以極高的速度打印鑄鋁零件。


△SPEE3D的 XSPEE3D

XSPEE3D 源自該公司早期的 WarpSPEE3D 系統(tǒng)，WarpSPEE3D 系統(tǒng)曾作為世界上第一臺在美軍艦艇上成功制造金屬部件的3D打印機參與實驗。基于 2020 年和 2021 年與澳大利亞陸軍聯(lián)合進行的現(xiàn)場試驗經(jīng)驗，SPEE3D 開發(fā)出了更先進的 XSPEE3D，并在隨后的多次演習中驗證了其性能。例如，在美國陸軍的 Project Convergence 2022 中，XSPEE3D 在不到一天的時間內(nèi)就設計并打印出了 CVRT 驅(qū)動鏈輪、HEMTT 卸扣和 M109 榴彈炮專用工具等復雜零件。



XSPEE3D 還具有極高的適應性，即使在高溫超過 100°F 或大雨天氣下，打印機仍能正常運行。在一次演示中，一名完全沒有相關(guān)經(jīng)驗的士兵成功打印并安裝了布雷德利戰(zhàn)車的變速箱支架，使其恢復正常使用。這表明 SPEE3D 的冷噴涂技術(shù)不僅能提高效率，還能增強軍事供應鏈的彈性。

Firestorm Labs 的 xCell Mobile Factory
與通用型3D打印公司不同，F(xiàn)irestorm Labs 是一家完全圍繞軍事需求創(chuàng)建的初創(chuàng)企業(yè)。其旗艦產(chǎn)品 xCell 是一個集成增材制造、自動化和機器人組裝的移動制造單元，能夠直接在戰(zhàn)區(qū)內(nèi)生產(chǎn)無人機組件和其他備件。


△Firestorm Labs 的 xCell Mobile Factory 渲染圖

xCell 系統(tǒng)由兩個 20 英尺長的集裝箱組成，配備了 HP 的 MultiJet Fusion 技術(shù)，可以快速制造復雜的無人機機身和替換部件。在 2025 年的聯(lián)合跨部門實地實驗 (JIFX) 中，xCell 成功在惡劣天氣條件下生產(chǎn)了 Firestorm 自主開發(fā)的 Tempest 無人機及其相關(guān)部件。Tempest 是一種模塊化多任務無人機，具有可互換的有效載荷、發(fā)動機以及高達 675 英里的航程，非常適合執(zhí)行偵察、監(jiān)視等任務。


△Firestorm Labs 在麥克米蘭機場跑道旁部署了移動遠征增材制造站 xCell。xCell 不僅能夠制造 Tempest 無人機，還能生產(chǎn)保持作戰(zhàn)準備狀態(tài)所需的其他部件。

此外，F(xiàn)irestorm 還與其他公司密切合作，進一步優(yōu)化其解決方案。例如，Aurelius Systems 提供了一款激光武器系統(tǒng) (LWS)，用于擊落敵方無人機；Chariot Defense 則開發(fā)了一種高效、低噪音的高壓電池系統(tǒng)，為 LWS 和部分無人機組裝操作提供動力。這些協(xié)作展示了現(xiàn)代戰(zhàn)場后勤中移動制造和能源管理的重要性。

Craitor 的 FieldFab
Craitor 是另一家專注于國防領(lǐng)域的公司，其 FieldFab 打印機通過與美國海軍陸戰(zhàn)隊和陸軍的合作研發(fā)協(xié)議 (CRADA) 不斷改進。FieldFab 符合 MIL-STD-810H 標準，能夠在從北極寒冷到熱帶季風的各種極端條件下穩(wěn)定運行。

△Craitor FieldFab

FieldFab 支持多種高溫聚合物材料，操作簡單，士兵只需經(jīng)過幾個小時的培訓即可熟練掌握打印機的操作流程。在過去 25 次實地部署中，它已經(jīng)被用于阿拉斯加、沖繩和夏威夷等地的任務，打印了包括備件和小型無人系統(tǒng)在內(nèi)的各種組件。其模塊化設計、防風雨外殼和離網(wǎng)電源兼容性使其成為快速維修和小批量制造的理想選擇。通過與一線作戰(zhàn)人員共同開發(fā)，Craitor 確保其設備能夠應對前線后勤中的細微但高風險挑戰(zhàn)。這種貼近實際需求的設計思路使 FieldFab 成為了戰(zhàn)場上不可或缺的工具。

南極熊點評
這四家公司雖然各有側(cè)重，但都在推動戰(zhàn)場增材制造的發(fā)展：

●Markforged 以其復合材料打印技術(shù)和高度便攜的設計脫穎而出，主要應用于替換過時部件和生產(chǎn)輕量化定制零件。

●SPEE3D 憑借冷噴涂金屬增材制造技術(shù)提供了高速和靈活性，尤其擅長打印金屬零件，適用于各種極端環(huán)境。

●Firestorm Labs 的 xCell 系統(tǒng)則聚焦于無人機制造和模塊化生產(chǎn)，展示了自動化和機器人技術(shù)在戰(zhàn)場后勤中的潛力。

●Craitor 的 FieldFab 強調(diào)易用性和適應性，為高溫聚合物打印提供了一個可靠且高效的解決方案。

總體而言，這些公司共同致力于實現(xiàn)“邊緣制造”的愿景，即在最需要的地方快速生產(chǎn)關(guān)鍵任務組件。無論是通過復合材料、金屬、無人機還是聚合物，它們都為未來的軍事行動提供了更高的自主性和響應速度。