3D打印武器零件：SPEE3D针对国防需求推出新的移动增材制造单元(EMU)

2024年5月16日，南极熊获悉，澳大利亚金属3D打印机制造商SPEE3D推出了新的远征制造单元(EMU)，这是一种针对国防应用优化的移动增材制造系统。

△SPEE3D的远征制造单元(EMU)包含2个设备，左侧为SPEE3Dcell，右侧为XSPEE3D

EMU结合了该公司的XSPEE3D冷喷涂3D打印机和SPEE3Dcell后处理单元，旨在部署到远程位置。这使得军队能够在需要的地方快速生产金属备件。

SPEE3D国防项目总监Calum Stewart表示，EMU因移动性、坚固性和快速生产重要部件的能力而在市场上具有独特的价值优势。

△运输中的XSPEED

军事领域利用快速制造技术克服供应链挑战

近年来，世界各地都出现了不同程度的供应链危机，这给经常在短时间内需要金属零件的军队带来了巨大的难题。

Stewart解释道：“军事领域的供应链可能很复杂。你需要向部署在世界任何地方的部队提供在本国制造的零件，而现在货运非常紧张。因此我们问自己，如果国防部不必总是依赖供应链的准时性，那会怎么样？如果国防部可以为自己生产时间紧迫的部件，作为一种保险政策，会怎么样？这样做有价值吗？”

Stewart认为，答案是肯定的。他认为，能够在现场生产备件，保持重要设备的正常运行，对国防部队来说至关重要。即使有5%的零部件在战区生产，也能帮助更多的装备在更多的时间内重返战场。

因此，SPEE3D的新型EMU设计用于在一个地方提供这些功能。新解决方案将公司的冷喷增材制造（CSAM）技术与设备齐全的后处理和测试装置相结合。

EMU经过优化，可用于生产相当于金属砂型铸造的大型部件。Stewart补充说：“它无法实现与激光3D打印机相同的复杂细节。我们对制造小型复杂的钛合金零件不感兴趣。军方不需要这些。它们需要的是大型金属部件和铸造金属合金部件，而EMU有能力实现这一点。”

事实上，SPEE3D的技术已经用于生产一系列大型金属零件。其中包括装甲运兵车M113、轻型履带侦查辆CVRT、战斗抢修车CRARRV、榴弹炮M777、M109、GWagons、军用路虎和高机动性火箭炮系统HIMARS的零件。

Stewart补充说：“EMU经过优化，可提高军队的作战能力，但其价值并不局限于军事应用。该系统非常适合那些在偏远环境中工作、因供应链薄弱而难以采购大型金属零件的客户。世界各地都有这样的行业，如采矿、石油和天然气以及农业。”

△使用SPEE3D的冷喷涂增材制造技术生产的大型金属零件

EMU配备了一台XSPEE3D金属3D打印机。该系统可以用铝、铝青铜、不锈钢和铜制造尺寸为0.9米x0.7米、重达40千克的部件，下个月还将推出新的海事专用材料。

该3D打印机采用SPEE3D的CSAM冷喷技术。与传统的金属3D打印机通过激光熔化粉末来生产零件不同，该技术是将金属颗粒以超音速喷射到基底上。纯粹的动能使颗粒结合在一起，形成孔隙率低、材料性能可预测的坚固部件。

这项技术的主要优势是速度快。由于采用了CSAM技术，XSPEE3D的制造速度可达每分钟100克。Stewart解释说：“我们没有熔化材料，因此可以非常快速地制造零件。在基于激光的系统上需要数天或数周才能完成3D打印的大型金属零件，现在可以在数小时内完成生产。”

与其它金属3D打印机不同，SPEE3D的技术不使用任何激光或惰性气体，而激光或惰性气体的准备和校准可能需要数周时间。因此，XSPEE3D只需7分钟就能加热并准备好进行3D打印。这非常适合需要在短时间内大批量生产金属零件的国防应用。

Stewart还指出，XSPEE3D采用了坚固耐用的设计，可确保在具有挑战性的环境中运输和部署而不会损坏。没有激光，所以不易碎。冷喷技术只是快速移动金属粉末，因此非常坚固耐用。

△XSPEE3D冷喷涂3D打印机的侧视图

该3D打印机由SPEE3D的TwinSPEE3D软件提供支持，该软件可以自动处理3D打印文件并生成最佳刀具路径。创建刀具路径模拟后，可以在3D打印开始之前对其进行检查和修改。

一旦完善，刀具路径可以存储在3D打印机的库中以供将来使用，从而减少打印准备时间并简化制造流程。这种自动化还保证了可靠且可重复的结果，确保在第一次询问时就正确地 3D打印零件。

△XSPEE3D上的HMI界面

移动后处理单元

SPEE3D的SPEE3Dcell装置也是EMU的一部分。这个设备齐全的移动后处理车间包括热处理炉、数控三轴铣床、工具和测试设备。据Stewart称，该系统易于使用，并针对军用级零件的生产进行了优化。

△SPEE3Dcell 热处理炉

热处理对于生产具有良好机械性能、强度高且可在3D打印后进行机加工的金属零件至关重要。SPEE3Dcell具有烧结炉和时效炉，SPEE3D还提供优化的热处理配方。

SPEE3Dcell还包括硬度、粉末和负载测试设备。有了这些测试设备提供的数据，用户就能在制造零件时进行技术风险评估，确保零件适合其预期用途并保证安全。

△SPEE3Dcell的工作平台

技术规格