白皮书：美国国防中如何使用3D打印技术

1月9日，3D打印技术参考注意到，美国知名金属3D打印设备商Velo3D与市场研究公司AM Research合作发布了“3D打印和国防部门：未来就是现在”的白皮书，概述了近年来美国国防承包商和军队对3D打印兴趣日益浓厚的主要原因。

白皮书指出，在增材制造发展的当前阶段，国防市场在推动创新和规模方面的作用是公认的。美国国防部门对增材制造的关注程度是全球首位的，这是因为关键任务部件的交货时间长得令人无法接受，这种状况现在似乎或多或少是全球供应链的一个永久性特征。这加速了美国外商投资银行利益相关者对制造业回流的兴趣——这是第二个最重要的原因——作为一种手段，使生产更接近需求点，并重新建立美国对本国制造业基地命运的自主权。这两个原因解释了美国国防部门对增材制造感兴趣的第三个最重要的原因：需要加速生产就绪的先进制造能力和相关的劳动力发展。

3D打印在几个方面有助于缩短交货时间，这是多年来公开宣布的美国军事增材制造项目的核心。据称，依靠美国自身的供应链，仅2019年，低效率就造成了约3.05亿美元的损失，相当于三架F-35的成本。最重要的是，3D打印通过使有关组织能够在需要的时候将制造过程引入内部，从而缩短了交付周期。无论最终用途零件是否为3D打印，这一点都适用。由于3D打印（包括原型制作），以前外包的流程部分现在都在内部执行。从本质上讲，能够缩短新零件交货时间每一种3D打印应用都有助于实现这一基本目标。

2014-2031年全球航空航天金属3D打印零件按类别划分的制造量

根据AMResearch的研究，到2027年，用增材制造生产的金属最终用途航空航天部件的增长预计将超过原型的增长，这一轨迹肯定在很大程度上是由国防部支持的研发推动的。所有这些例子都突出了国防客户与其他领域用户之间的一个典型差异：国防客户最初愿意花更多的钱来确保供应安全，这在很大程度上远远超过了所有其他市场的客户。

美国国防部门对增材制造技术的投入有目共睹，根据相关报告，美国国防部预计仅在2023年就将在3D打印硬件上直接花费3亿美元；到2024年的直接支出预计约为5亿美元，但这一数字大大低于总支出，因为它不包括劳动力，而劳动力成本是其成本的两倍多。美国国防部增材制造的直接支出预计将以 23%的复合年增长率 (CAGR)增长，到2030年将达到近15亿美元，其中金属增长最快。

白皮书指出，仅靠资金是不够的，资金必须投资于正确的技术，以便将全国所有新兴的先进制造业集群尽可能无缝地连接在一起。3D打印技术参考注意到，近年来美国国防部门一直在持续资助当前金属3D打印技术的发展。

2022年9月，美国空军间接资助SLM Solutions开发“世界最大”PBF金属3D打印机，并授予蓝色激光专家NUBURU合同。对于后者计划，美国空军希望NUBURU能够开发出一种新的基于蓝光技术、能获得高金属密度、微米级分辨率、零后处理，同时将构建速度提升100倍的新金属3D打印解决方案。很明显这是一台基于蓝光的SLM 3D打印机，但相关报道也指出新的装备同时具有区域打印的能力。

美国空军支持开发的SLM Solutions NXG XII 600E

蓝光+区域打印，美空军资助100倍速未来金属3D打印设备研发

2023年9月，美国国防部公布了最新的资助清单，美国空军授予3D Systems价值超过1075万美元的合同，“支持开发大规模高超音速相关”金属3D打印能力。为降低应用成本，美国国防部还大力支持使用废旧回收再制造的金属粉末。

除此之外，为建立一条全新的供应链，2023年美国国防后勤局(DLA) 与创新咨询公司BMNT合作，正在开发自动扫描装置和几何搜索算法，该技术能够创建可3D打印零件文件的综合存储库。

美国国防部正创建最大3D打印零件数字存储库

白皮书最后关注了人才培养的重要性。在新技术背景下，需要新的技能人才，这对于建立稳定可靠的供应链至关重要。