【科技资讯】美国陆军利用3D打印技术制造电子器件和武器组件

[据3Ders网站2014年1月6日报道]  位于美国新泽西州皮卡汀尼兵工厂（一个军事研究和制造设施）的陆军研究人员正在利用增材制造技术或3D打印技术，制造电子器件、武器组件和训练模型。

近几年，美国陆军一直在使用3D打印技术。2014年，五角大楼将更多地涉足3D打印行业。其最新的进展就是采用3D电子打印技术，允许将天线打印至头盔或将传感器打印至衣服中，以及在单个打印作业中打印无人机机翼。

研究人员使用喷墨打印机和电流传导油墨，如银来打印电子器件。这一工艺使工程师可将传感器直接打印至武器或一件衣服中。例如，将由银纳米粒子构成的无线电天线打印至一个灵活的聚酰亚胺衬底上，然后嵌入士兵的头盔中，取代目前附着在头带上的天线。或者，电子器件可打印至火炮旁侧，从而释放更多空间。

这一研究潜在的益处包括制造更小、更轻的电子器件，并减少废料，以及现场制造物品的能力。

皮卡汀尼兵工厂材料工程和打印电子器件、能源、材料和传感器的联合主席詹姆斯·苏尼诺表示，“不必加工出多个传感器和天线，然后将其放入模型中，我可以利用打印机将这些电子器件打印至模型中，他们就已经嵌入到模型中了。与传统工艺相比，打印的电子器件不用采用化学方法腐蚀掉所有材料，仅需按照自己的意愿将其打印出来即可。这种方式更加环保，并更具成本效益，并且更能节省时间。”

电子产品也可以配备响应型传感器，如一些在炭疽存在的情况下改变属性，以探测化学物品并发出警告的传感器。

从更大规模上来看，工程师还可将天线和打印的电子器件嵌入至采用3D打印技术制造的无人机机翼中。此前，人们无法在一张金属板中制造出无人机机翼，因为布线孔非常复杂。但有了3D打印，工程师可以在机翼每片制造时布置所有的线孔。

苏尼诺称，“你可以打印带有电子器件、天线和传感器的无人机机翼，这样，当你打印完成后，这些设备都已经嵌入到一个封装系统中。”

因为根据设计的复杂程度，3D打印物品过程可在几分钟内或几个小时内完成。这就使其成为原型制作和低速率生产的理想选择。

苏尼诺表示，“我可以试试在3D打印机上使用便宜的材料实现设计，一旦我知道这是可行的，并且我的线孔是好的，那么我可以使用不锈钢或钛在金属打印机上将其打印出来。这是很好的成本节约方式，因为你不想大批量采购金属。我们可以尝试不同类型的材料。3D打印使我们可以廉价地使用不同材料测试相同的设计，并了解如何执行。”

3D打印帮助士兵

在不远的未来，皮卡汀尼科学家们希望他们能够实现在一个制造箱中完成整个武器系统的打印和组装。例如，整个克莱莫地雷能够在一台机器中，采用各种不同工具和打印工艺实现打印和组装。

苏尼诺称，“最理想的情况是，我们的士兵在战场上有自己的3D打印机，这样他们就可以制造他们自己的零件来提供支持，直到我们将零件运送到他们手中。正常情况下，如果他们损坏了一个支架，需要耗费两到三周时间来替换它。”

(内容转自国防科技信息网，工业和信息化部电子科学技术情报研究所  宋文文)