南极熊导读：美国军费支出一年8000多亿美元，3D打印在武器军事的重要性越来越强。
2024年1月，南极熊获悉，金属3D打印公司Velo3D与市场研究/咨询公司AM Research合作发布了一份题为 3D打印和国防部门：未来就在眼前”的白皮书，概述了近年来美国国防承包商和军队对3D打印兴趣与日俱增的主要原因。
白皮书特别强调了美国国防部（DoD）和美国国防工业基地（DIB）。它解释了国家之间战略竞争如何慢慢的变成为全球军事需求增加的主要推动因素，特别是在3D打印技术应用方面。除了其他主要的因素外，美国国防部需要将美国的制造能力与美国盟友和合作伙伴的制造能力紧密联系起来。这一联系推动了供应链数字化技术的研发和商业化，其中最重要的就是3D打印技术。
两家公司表示，正如白皮书所指出的，“对于任何一个组织而言，如果其成功程度在很大程度上取决于制成品的持续流动，那么新零件的交付周期过长将令人头疼。没有持续可用且质量放心可靠的新零件供应，军队将无法维持。因此，较长的交付周期被视为国家安全问题。无论其他几个国家怎么样看待，美国国防工业基地都是关键的市场，因为竞争是推动和塑造需求的关键因素。
由于美国占全球约40%的军费开支，这在某种程度上预示着美国无法独自实现国防部所需的供应
无论是原型设计还是终端零部件生产，3D打印都会使得整个进程加速，缩短周期；
老旧的武器往往会有零件已经损坏，需要维修更换，而老部件往往没有备件，3D打印可以很好完成任务。
白皮书进一步表示，随着3D打印技术在国防应用方面迅速成熟，增材制造领域的每个公司和利益相关者，不仅限于直接参与国防市场的公司和利益相关者，都越来越注重重视国防部在增材制造方面的举措。正如白皮书和2023年的增材制造研究报告《军事和国防增材制造》所精确指出的那样，军事增材制造活动的范围，清晰地预示了所有其他主要工业部门的近期发展轨迹。
美国国防部资金大多分布在在四个州：德克萨斯州，弗吉尼亚州、加利福尼亚州和佛罗里达。国防部大约30%的资金流向了“五大”承包商：洛克希德·马丁公司、RTX公司（前雷神公司）、通用动力公司、波音公司和诺斯罗普·格鲁曼公司。有必要注意一下的是，其中四家公司（除了通用动力公司）都是拜登政府宣布的AM FORWARD计划的成员。
△Velo3D公司的蓝宝石系列金属打印机获得了美国国防部（DoD）绿色级STIG（安全技术实施指南）认证。该认证允许蓝宝石打印机连接到国防部的秘密互联网协议路由器网络（SIPRNet）
例如，国防部长期处在美国政府努力的最前沿，这一历史似乎在2023年达到了一个重大转折点。随着增材制造在全球制造业回流计划中慢慢的变重要，可以预期增材制造活动每个领域，都将更加类似于国防部在增材制造方面所做的事情。
最后，白皮书强调了随着增材制造在国防应用方面的迅速成熟，每个增材制造领域的公司和利益相关者都越来越关注国防部的动作。这将对别的工业部门产生一定的影响，同时其它公共部门领域需要跟上国防部的制造进步，借鉴先进实践。
美国国防部疯狂撒钱资助3D打印军工应用，从软件、设计、数据存储、材料、工艺、3D打印机、打印作业等环节，全面升级武器制造生态！
近年来，3D打印技术在全世界内蒸蒸日上，在不相同的领域的创新和应用案例持续不断的增加，因此也受到了各国政府的密切关注。作为全世界科研创新技术的热点阵地，美国针对这一前沿技术一直以来也都是采取积极举措，并从政府层面相继出台了一系列支持性政策，旨在激励创新、促进产业高质量发展，并为美国在全球增材制造领域的领头羊提供支撑。
拜登政府上台以来，更是在3D打印领域疯狂撒钱。其提出的制造业回归计划不仅关注于重建制造业，更重视以特定方式建立区域集群或“生态系统”，这就为可提供即时生产能力的3D打印技术的崛起提供了良好的政治资源。在过去的一年里，美国政府围绕3D打印推出的一系列政策和举措涉及资产金额的投入、法规制定、教育培训、建筑、能源、医疗保健以及国防军事等多个角度，彰显了政府对3D打印技术的重视与支持。随着3D打印技术的慢慢的提升与应用场景范围的拓展，该技术正慢慢的变成为美国制造业和创新发展的重要推动力量。
在本期文章中，南极熊依照时间顺序，总结了美国2023年在3D打印方面推出的相关支持性政策和举措，其中军事领域占据了绝大部分资产金额的投入，详细的细节内容如下：
2023年1月，美国弗吉尼亚理工大学获得80万美元（约536万人民币）资金，用于购买搅拌摩擦沉积3D打印技术(AFSD)机器，该项技术的制造速度要比常规SLM快十倍。这笔款项来自国防部2023年国防大学研究仪器计划(DURIP)的拨款，以促进该校在先进制造和新材料开发方面的教育和研究。据悉，所购得的3D打印摩擦搅拌沉积机机器将安置在弗吉尼亚理工大学的材料科学与工程系，用于支持学生们的科学研究，推动美国在太空旅行、国防、医疗保健和工业领域的创新。DURIP计划的实施有助于保持美国大学的科学领先能力，并培训新一代研究人员，从而建立一个有弹性的国防生态系统。
2023年1月，澳大利亚伍伦贡大学(UOW)的研究团队在美国国家科学基金会和澳大利亚CSIRO的支持下，将利用塑料发3D打印可持续住宅和家具项目，以开发循环经济解决方案。该项目名称可概括为“设计循环经济，即使用离网集装箱式3D打印机和从实践中解决当地塑料废物问题“，项目已获得美国国家科学基金会的融合加速器计划Track I（可持续材料应对全球挑战）的资助。研究团队致力于寻找解决方案塑料的祸害，并将材料进一步纳入循环经济，以用于其它增值目的。
在2023年初，美国海军分别为其埃塞克斯号军舰和巴丹（USSBataan）号海军突击舰安装了金属3D打印机，以确保急需工具和零件的舰载维修能力。这台机器是由Meltio和Haas Automation公司联手打造，其中Haas负责提供菲利普斯混合增材系统（Phillips Additive Hybrid）的生产。将Meltio线激光金属沉积头集成到哈斯TM-1计算机数控轧机上（该设备已被证明能在几艘航空母舰上的浮动环境中可靠运行），能够在同一系统中同时提供增材制造和减材制造能力。与典型的加工模式相比，这反过来又提高了效率并减少了浪费。这一最新里程碑代表着混合增材技术在海洋领域有着非常大的工业应用价值，也展现出美国国防部（DoD）希望能够通过引进增材制造技术降低军事项目成本，同时也能够更快地制造性能更好的零件。
南极熊注意到，2023年1月，美国佛罗里达大学为美国军方开发了一款新型受控释放被动装置 (CRPD) ，它可以在较长时间内提供防蚊保护，并且不需要热、电或皮肤接触。CRPD驱蚊原理是通过3D打印将驱蚊剂 “封装”形成所需的形状，例如戒指或任意可方便佩戴的形状，然后可以佩戴并释放驱虫剂。在这样的系统中，固体聚合物承载液体驱蚊剂，可以缓慢释放到环境中。这一创新想法引起了了美国农业部的进一步兴趣，并设法将其商业化用于民用市场。
△该图展示了在军用帐篷上使用3D打印受控被动装置 (CRPD) ，来保护该区域免受蚊子侵害
2023年2月，澳大利亚大幅面3D打印机制造商AML3D宣布，美国国防部(DoD)已订购该公司生产的大型金属3D打印系统ARCEMY X-Edition 6700。AML3D表示，采用它们特有的大型电弧焊金属3D打印制造机器，将有利于支持美国海军增强按需零件生产能力。南极熊获悉，它已被美国防部以69.78万美元（约为468.63万人民币）的价格购买，并计划将该设备交予橡树岭国家实验室。AML3D表示这台金属3D打印机器将逐步扩大他们与美国海军之间的战略合作伙伴关系。双方还于同年4月份签订一份扩大合同，美军将使用AML3D公司的ARCEMY系统来进行金属特性测试，为工业基地提供零部件。同年8月，AML3D宣布将延长与美国海军潜艇项目的合同，继续深入进行镍铝青铜（NAB）合金的表征和强度测试工作。在10月份，AML3D与美国海军签订了一份60万美元的3D打印零件订单，用以以支持美国海军的潜艇计划，以上一系列举措表明美军有意将ARCEMY纳入美国国防业务。。
2023年2月，可持续、低成本钛金属粉末开发商IperionX宣布与欧洲工业船用离心泵制造尚Carver Pump合作，旨在为美国海军提供高性能3D打印钛合金部件。Carver将设计钛泵部件，并指导IperionX进行原型设计，以及负责美国海军应用部件的鉴定。IperionX表示其“低成本、低碳”钛粉可用于3D打印专用钛泵组件，据称这为美国海军提供了缩短核心部件交货时间、提高设备可用性和可持续再利用的能力，并建立了关键的美国钛供应链。此前，该公司还与美国海军航空系统司令部合作，为海军飞机生产用于飞行的关键3D打印部件。
2023年2月，美国能源部（DOE）宣布为其国内涉及增材制造（AM）生产风力涡轮机的相关项目提供3000万美元资金支持。除了增材制造风轮机叶片概念原型和风轮机的非叶片部件，能源部的先进材料和制造技术办公室（AMMTO）正在寻求各种先进材料的提案，以用于打印风轮机，特别是轻质复合材料。所资助的项目将支持拜登政府最近宣布的另外两项倡议：海上风电供应链路线图，以及浮动海上风电项目。在10月中旬，DOE向普渡大学复合材料制造模拟中心 (CMSC) 及其行业合作伙伴拨付一笔285万美元的资金。这笔资金将用于资助3D 打印模块化风力叶片的开发，项目名称为—用于大型风力叶片制造的集成加热的模块化工具增材制造。
△维斯塔斯公司在Markforged平台上制造的3D打印风力涡轮机叶片。图片来自：Markforged
2023年3月，隶属于美国海军海上系统司令部(NAVSEA) 的弗吉尼亚级潜艇新罕布什尔号(SSN 778)近日在船上安装了Markforged X7 现场版增材制造 (AM) 平台。NAVSEA 的增材制造研发计划与费城海军水面作战中心 (NSWC)、NSWC Carderock 和海军水下作战中心 (NUWC) 纽波特合作，为新罕布什尔号战舰优化 X7 野战版。NAVSEA 选择 X7平台是因为该打印机展示了在模拟舰载场景中保持稳定的能力，凸显了 3D 打印原始设备制造商 (OEM) 有能力被选中参与兵棋演习的巨大商业优势。X7对用户很友好，使用该平台无需现场培训，其操作员都能够简单地根据 X7 随附的说明学习打印。
2023年3月，加利福尼亚州特拉维斯空军基地（TRAVIS AIR FORCE BASE）宣称采用3D打印技术完成了对C-5M超级银河运输机的内外部件的维护工作。C-5M机型上的块和楔子都是用于修复和维护C-5M超级银河飞机机翼表面的核心部件吗，机械师采用3D打印制造了这些3D打印部件，它们能替代传统加工和制造方式制造的零部件，因此在维修和保养C-5M超级银河飞机时具有更高的效率和更低的成本。3D打印部件的成功应用，将使空军可以在需要时快速制造部件，而不必依赖传统制造的方式，这将提高空军飞机的可用性和作战效率。
2023年3月，密西西比州立大学（MSU）宣布与美国陆军工程研究与发展中心（ERDC）签订了研发合同，用于研发用AI在增材制造（AM）过程中进行质量控制的技术。MSU的先进车辆系统中心（CAVS）正在领导这个跨学科项目，该项目在未来三年预计将获得高达2400万美元的总拨款。该项目研究的核心是利用人工智能改善汽车3D打印的过程，以及扩大3D打印汽车零件的应用场景范围。研究团队将对各种3D打印材料来生命周期评估（LCA），以创建可以在一定程度上促进预测性维护计划的AI程序。该项目的另一个研究团队包括来自MSU网络创新中心的工程师们，他们将研究在打印部件中使用嵌入式网络安全组件。
2023年3月，美国陆军和阿肯色大学 (U of A)签署了一份价值 350 万美元的合同，以开发用于救灾的建筑 3D 打印技术，也称增材建造 (AC)技术。事实上，350 万美元的附属资金只是美国陆军工程师研发中心向Applied ResearchAssociates (ARA) 提供的 1200 万美元更大奖励的一部分。阿肯色大学团队将确定增材建造的最佳设计模式和可用的本地材料。此外，他们还将为要在现场部署的移动机器人创建代码，以创建这些结构。在接下来的两年里，该团队将开发建筑原型，这笔资金将用于购买一台大幅面 3D 打印机和用于土壤和混凝土表征的其他设备。
2023年3月，美国最大的政府服务承包商之一Amentum获得美国空军 (USAF) 提供的46 亿美元合同，用于实现与美军对外军售(FMS) 计划相关的供应链现代化转型。Amentum 将通过推动增材制造 (AM) 和机器人过程自动化 (RPA) 等技术的应用，来加快供应链的数字化转型。这项合同包含有五年的基准期和五个一年的选择期，是美国空军安全援助与合作局零件和维修订购系统VI (PROS VI) 计划的一部分。通过 PROS VI计划，美国空军将会为其外国军事客户提供采购和交付货物等服务。该项目相当于为美军的 FMS 客户创建了一个阿里巴巴式的商业清算所，这其中也包括北约及其最亲密的盟友。
2023年3月，美国海军研究办公室国防大学研究仪器计划为亚利桑那州立大学（ASU）拨款120万美元（约为827万人民币），用于研究高超声速飞行的3D打印部件。这笔资金将将用于为ASU大学和亚利桑那高超音速研究中心购买激光粉床熔合（LPBF）机器、气体雾化器、真空炉和X射线衍射仪等必要设备，以便测试打印零件、开发新合金、制造粉末和烧结零件。研究团队将基于该项目制造出特别适用于超音速的新材料，这些材料可以被用来制造发动机内部、导弹表面以及其它零部件。据了解，研究的目的是使这些材料能拥有更高的耐热性、可打印性、延展性以及许多其它特定因素的改善。
2022年4月，美国陆军坦克汽车和武器装备司令部 (TACOM) 宣布将采用3D打印技术来制造军用陆地车辆，这一项目得到 SAE 政府技术和美国陆军 DEVCOM 地面车辆系统中心 (GVSC) 的支持。为此，美国政府部门联合成立了先进制造产业化中心（AMCC）中心，该中心包含可制造无缝船体的工具(Jointless Hull subsection tool)——一种混合金属增材制造机器，可用于工程研究和生产以支持全尺寸船体机器，可以为悍马、坦克和其他地面车辆制造大型金属部件。无接缝船体项目是美国陆军内部的一个项目，旨在使用其增材制造技术为战车制造船体规模的工具，新中心的启用证明了这一个项目的初步成功。
2023年4月，美国先进复合材料制造创新研究所(IACMI)宣布，美国能源部(DOE)已经更新对该研究所在先进复合材料制造领域研发的资助。这个资金续约将使得IACMI获得联邦政府的资助再延长五年，并且在第一年将提供600万美元（约为4103万人民币）。IACMI是一个专注于先进复合材料制造研究和创新的机构，是美国制造网络的16个成员之一，由美国能源部、国防部和商务部管理。IACMI 的目标是推动先进复合材料制造技术的发展和应用，以促进美国制造业的增长和创新，提高能源效率和环境可持续性。美国能源部表示他们对基于复合材料的脱碳技术持有长期信心，并表示需要积极探索除金属材料外的替代方案，以提高行业的可持续性。
2023年4月，美国国防部（DoD）向专门从事3D打印制造工艺的工程咨询公司Barnes Global Advisors（TBGA）授予近200万美元（约为1375万人民币）的赠款，以支持后者开发韧性增材制造生态系统。该奖项由美国国防部的国家工业技能要求(NIIS)计划资助，是德克萨斯A&M大学SecureAmerica研究所发起的弹性制造生态系统(RME)项目的一部分。届时，TBGA将与多家企业和机构合作，包括北卡罗来纳州立大学和DustRam，以便在战时需要时快速生产军事备件和工具。同年10月，RME项目再次获得巨大推动，通过国防拨款法案，该项目获得了1000万美元（约合7千万人民币）的拨款。TBGA致力于提供覆盖整个3D打印价值链的综合先进制造解决方案，以满足国防部的需求。疫情大流行时代的供应链短缺问题表明美国急需建立一个安全且具有弹性的制造供应链，着重于提高其弹性。
America Makes和美国国家标准协会(ANSI) 于2023年5月1号发布了增材制造标准化路线 版）草案，以供公众审查和评论。路线图的最新版由America Makes 和 ANSI 增材制造标准化协作组织 (AMSC)联手开发，最近一次更新发布要追溯到 2018 年 6 月。这项路线图确定了核心问题，注释了目前增材制造领域内相关的已发布和开发中的标准，并提供了解决增材制造 (AM) 标准和规范差距的建议，这包括必要的前期研究和开发 (R&D)指南以推进标准化进程。它还为标准化工作的开展时间以及标准制定组织 (SDO) 或别的可能领导此类工作的机构提出了优先时间表。AMSC 的路线图是根据来自工业界、政府、SDO 和学术界的数百名专家的意见制定的，描述了增材制造业当前和期望的未来标准化前景。重点是聚焦于使用增材制造技术的各个市场领域的工业增材制造商。
2023年5月，澳大利亚3D打印原始设备制造商SPEE3D宣布已成为美国国防部制造技术部（DoD ManTech）需求点挑战的六个获胜者之一。SPEE3D与总部在底特律的美国制造研究所LIFT一起赢得了挑战，获得了国防部制造技术部250万美元（1753万人民币）的资助，并得到了私营行业合作伙伴70万美元（约为490万人民币）的资助。SPEE3D表示它的冷喷涂3D打印技术在挑战中表现出色，该技术能在12小时内制造出金属零件，以满足军事应用的紧急需求。同年6月，SPEE3D的专利冷喷涂增材制造(CSAM) 技术被美国海军选中参与一个潜艇开发项目，该项目旨在使用CSAM开发潜艇制造材料。SPEE3D此次与海军海上系统司令部 (NAVSEA) 的合作是远征维护大型项目的一部分，其目标是满足潜艇安全计划(SUBSAFE) 的严格品质衡量准则。同年8月，美国海军研究生院 (NPS)安装了一台XSPEE3D冷喷涂设备，以增强水陆两栖设备维修能力。
△SPEE3D可用于室外环境下的便捷冷喷涂金属3D打印技术XSPEE3D
2023年6月，美国曼哈顿立法者和纽约警察局(NYPD) 联手加大”打击幽灵枪“的力度，最近出台了新立法，禁止制造3D打印和零件。与此同时，科罗拉多州州长签署了一项法案，禁止使用幽灵枪。随着美国打击暴力力度的增加，易于组装的3D打印枪数量增长的问题摆在眼前，为应对此问题，美国有关部门出台相应措施，将3D打印与更广义的幽灵枪类别区分开来(增材制造更容易促进幽灵枪的生产)。
2023年6月，美国海军陆战队与3YOURMIND公司和Phillips签署了价值250万美元（约为1794万元人民币）的合同，旨在提升其3D打印能力。这一合作将包括开发解决方案，以满足海军陆战队的制造需求，并提供先进的增材制造技术。合作的目标是填补技术和备件缺口，为海军陆战队提供更灵活和高效的制造能力。此外，合作还将改善海军陆战队的作战能力，并提供关键解决方案以支持其战备状态。同时，该项目加强了3YOURMIND和Phillips在增材制造领域的合作伙伴关系，为未来的创新和发展奠定了基础。同时，这项合作也是国防部(DOD)更大使命的一部分，旨在重新安置供应链、创建分布式制造网络，并利用3D打印技术来维护遗留设备。
2023年7月，美国海军研究生院（NPS）增材制造研究与教育联盟（CAMRE）在南加州首次成功演示了在飞行中进行3D打印的能力。该操作演示是在美国海军陆战队MV-22 Osprey倾转旋翼机上进行的，演示内容有在机载鱼鹰上打印医疗模型。这项演示是为了支持海军陆战队综合训练演习（ITX）期间的部队，并由海洋创新结构（MIU）提供支持。CAMRE表示，这次成功的空中3D打印制造测试展示了该技术在任何场景下快速响应能力。该技术的应用为现场提供了更大规模的支持，并具备极其重大的实用价值。通过在飞行中进行3D打印，能解决物流挑战，实现即时制造和维修，为军事行动提供关键支持。这一创新的演示突显了增材制造在军事领域的潜力，为未来的军事运作提供了新的可能性。
△美国海军陆战队中校Michael Radigan在加利福尼亚州二十九棕榈村附近进行训练飞行时，登上海军陆战队MV-22鱼鹰，检查了在飞行中通过3D打印制造的医疗模型
2023年7月，美国国防制造和加工中心（NCDMM）和美国制造协会（America Makes）宣布了一项总价值640万美元（约为4570万人民币）的新项目招标公告。该项目由国防部副部长办公室、研究和工程制造技术办公室（OSD (R&E)）以及空军研究中心实验室（AFRL）资助。该项目旨在促进可持续性和环境友好型的3D打印技术的发展，并为参与者提供资金支持和资源。项目的重点将放在减少废料、回收利用材料、提高能源效率和降低环境影响的3D打印解决方案上。美国制造协会表示2023年开放项目征集的六个主题领域是该研究所及其成员的直接成果，通过2021年和2022年的3D打印制造技术路线图研讨会，确定了这些主题，并着重关注五个领域：设计、材料、工艺、价值链和增材制造基因组。
23、美国空军授予Phase3D125万美元3D打印原位监控解决方案合同
2023年7月，美国空军研究实验室 (AFRL) 与位于芝加哥的初创公司Phase3D签订了一份为期两年、价值125万美元（约为893万人民币）的合同。Phase3D专门从事粉末3D打印的原位监测 (ISM) 解决方案，该公司致力于开发质量保证 (QA) 系统，适用于冷喷涂平台。合同期满后，Phase3D将在南达科他州埃尔斯沃思空军基地安装新系统。Phase3D指出这份合同旨在开发与CSAM平台兼容的Fringe系统。该系统将为沉积在基材上的金属粉末生成相同的高质量定量高度图（Phase3D已为粉末床熔融和粘合剂喷射而开发），并为技术人员和工程师提供直观的可视化平台。该项目的目标是验证CSAM系统上结构光测量的工作概念，并展示实时质量监控的完整解决方案，以支持重新包覆、修复和加固。此项目将努力为CSAM规范和打印指南的创建提供基础。
2023年8月，美国国家航空航天局（NASA）和学术界的工程师合作，在太空边缘（也称为卡曼线）附成功测试了混合打印电子电路。测试包括湿度和电子传感器，这些传感器与有效载荷门一起被打印在两个附加面板上，在短暂的飞行过程中，所有传感器都向地面传输数据。这次任务被认为是成功的，有可能帮助科学家和工程师提高小型航天器的设计效率。3D打印的元件之间的痕迹大约只有 30 微米（头发丝宽度的一半），甚至更小。它还能为天线和射频应用带来其他好处。湿度感应打印油墨是在美国宇航局马歇尔太空飞行中心生产的，而电路则是在马里兰大学物理科学实验室（LPS）制作的。打印电路为设计更小的航天器提供了一个新的框架，既可用于近地任务，也可用于深空任务。
2023年8月，美国增材制造加速器America Makes与国家国防制造和加工中心(NCDMM)联合启动了两个新的开放项目，总支持金额达 1175 万美元。该项目是在国防部副部长办公室、研究与工程制造技术办公室(OSD(R&E)) 和空军研究实验室(AFRL) 的支持下实施的，这是“美国制造”自 2012 年成立以来最大规模的资助计划。该公司指出，每个项目都包含两个重点领域。第一个项目被命名为“增材制造粉末合金开发”，由美国空军研究实验室（USAF）提供600万美元的资助，致力于加快增材制造用高温金属材料的研究进展。另一项项目名为“增材制造材料数据集扩充”，由美国研究与工程制造技术办公室和空军研究实验室联合提供的575万美元的资助。这一个项目的核心目标是提高经过严格记录、有统计依据且与工业相关的增材制造材料数据集的数量和多样性。在11月，3D 打印行业咨询公司WohlersAssociates（被ASTM International收购）参与到美国空军牵头的“通过增材功能和技术经济分析（IMPACT）提高制造生产力”计划项目中。
2023年9月，位于俄克拉荷马州廷克的美军空军基地的第 76 商品维护小组和逆向工程与关键工具 (REACT) 实验室引进一种新型工具—— ExOneS-Print设备来完成3D 打印砂型铸造模具，用来生产铸造铝制零件，以解决传统飞机采购零件的难题。可以在其新成立的铸造厂内铸造重达 120 磅的铝制零件。据悉，研究人员已能生产达到 B 级标准的产品，并且正在完善其工艺，很快就有能力生产 A 级铸件。预计这些零件将在明年进行飞行验证，并等待适航测试。
△3D 砂打印机内的砂模和原砂示例。图片来自：美国空军/Paul Shirk。
2023年9月，美国空军研究实验室( AFRL)与位于Chattanooga的增材建造 (AC) 公司Branch Technology签订了一份价值 113 万美元的合同，采用Branch Technology的专有蜂窝制造(C-Fab) 建筑3D打印技术生产外墙。C-Fab能够在建筑中使用复合材料打印网格结构，结构传统的建筑材料（包括喷涂绝缘材料和混凝土)，生产完整的结构。2023年上半年，Branch开始与Chattanooga市政府和多个其他合作伙伴合作,实施一项试点计划，利用 C-Fab 为Chattanooga的无家可归者打印庇护所。在这个113万美元的项目中，AFRL 和 空军技术加速器计划部（AFWERX）通过小企业创新研究 (SBIR)/小企业技术转让(STTR) 项目向 Branch 提供资金，该流程是空军于 2018 年启动的一个项目，旨在加快合同执行速度。这是Branch的第三份第二阶段合同，最新资金的目标是加强空军设施的维护和可持续性。
2023年9月，可持续3D打印材料开发商6K Additive获得了由美国陆军合同司令部授予的一份为期五年的采购协议，这个协议被称为BPA（一揽子采购协议）。这份协议的目的是支持美国陆军发展司令部（DEVCOM）的材料供应，它是美国军队内部最重要的先进制造研发机构之一。根据这个协议，四个美国陆军研发组织将可使用6K公司生产的金属增材制造粉末，这些粉末是通过6K公司的专有技术UniMelt工艺制造的。6K UniMelt等离子生产的基本工艺有别于传统制粉技术的主要之处在于它有助于回收废弃材料，将其转化为金属增材制造的原料，包括镍、钛、铜以及钨等难熔金属。
2023年9月，美国空军( USAF )向位于南卡罗来纳州 Rock Hill 的增材制造 (AM) 先驱 3D Systems 授予价值 10,758,261 美元的成本加固定费用合同，用于推动“大幅面金属 3D 打印机先进的技术”。该合同的授予机构是空军研究实验室（AFRL），总部在俄亥俄州赖特-帕特森空军基地（WPAFB）。据美国国防部网站称，这笔资金支持开发与大规模高超音速相关的金属3D打印能力，工作将在罗克山和圣地亚哥完成，预计将于 2025 年 9 月底完成。，早在2019 年，3D Systems 就已经从陆军研究实验室(ARL) 获得了一份价值 1500 万美元的合同，用于开发当时世界上最大的9激光金属 3D打印机。
2023年10月，美国五角大楼宣布希望将 3D 打印纳入其高超音速吸气式武器概念 (HWAC) 中。更具体地说，这些技术将用来制造直流喷气发动机，该发动机可用于从飞机到导弹的所有领域，其独特之处在于它们的飞行速度能够超过 24 马赫（即超过18400英里/小时或29000公里/小时）。3D打印技术将用于创建超燃冲压发动机推进系统，这是高超音速发动机的基本系统，需要复杂的燃烧室并且非常难以制造。3D 打印技术的引入将有利于加快这一零件制造过程。
△美国陆军传统冲压发动机与通过 3D 打印制造的新型超燃冲压发动机之间的差异（照片来源：Cults3D）
2023年10月，IperionX 公司宣布收到了美国进出口银行（EXIM Bank）1150 万美元设备融资的意向书（LOI），这笔融资的还款期为 7 年，用于支持 IperionX 的钛生产工厂建设。IperionX 计划将融资用于生产设备，包括工业炉和粉碎设备，预计成本约为 1150 万美元。公司计划在弗吉尼亚州建造一座年产 125 吨的钛生产工厂，计划于 2024 年投产。投产后，IperionX 计划采用模块化开发方法，将工厂年产能扩大到 1,125 吨。这将帮助 IperionX 重新建立一个成本更低、更可持续和完全集成的美国钛供应链，这对于先进产品的制造和美国的国家安全都至关重要。
32、美国空军实验室授予Materion500万美元开发铍合金沉积3D打印技术
2023年10月，美国空军研究实验室(AFRL)授予了特种材料供应商Materion一份价值500万美元（约合3657万人民币）的合同，用于合作开发铍合金沉积3D打印技术。美国空军研究实验室表示通过扩大特种材料的增材制造能力，将为光学结构、制导系统和热管理应用的生产和性能带来显著优势。3D打印技术在生产更轻、更复杂的部件时能轻松实现更高的精度和效率，并将这些优势与铍的机械性能、光学系统的设计和功能、天基连接以及移动技术相结合，从而增强性能。同年6月，金属3D打印制造公司AddUp也宣布参与一项价值150万美元的研究计划，以推动美国空军的IN-718 3D打印技术。此外，Essentium、Optomec和OpenAdditive也是近年来与美国空军合作的其他公司之一。
△以铍为基的合金和含铍的合金。主要有铍铜合金、铍铝合金、铍镍合金和铍钛复合材料
2023年11月，增材制造研究（“AMR”，前身为 SmarTech Analysis）公布了2020 年至 2032 年有关北美政府国防项目3D打印投资的数据。报告统计了美国国防2020 年增材制造的总投资为 1.422 亿美元。到 2027 年，增材制造的总投资将大幅度增长，突破 10 亿美元大关，达到 11,570 亿美元。这一趋势持续上升，预计到 2032 年投资将达到 22.33 亿美元。北美整个国防部门3D打印的复合年增长率预计约为26.5%。AMR预计 2024 年将是扩张率最高的一年，达到 51.7%。目前通过拜登的“美国制造”行政命令、《减少通货膨胀法案》、《两党基础设施法》、《AM Forward》和《CHIPS 法案》，美国国防供应链有很多机会推动3D打印集成。
2023年11月，美国太空基金会的探索中心宣布将耗资 300 万美元进行展馆扩建和翻新，这中间还包括一个新的“无人机区”和一个 3D 打印实验室，并将于2024年春季对外开放。在本次翻修内容中将增加火星机器人实验室和球体科学展览内容，旨在加深参观者对太空探索的理解。此次改造的一大亮点是新的 3D 打印实验室，参观者将在这里了解增材制造在创造太空组件方面的关键作用。该实验室的扩建将为游客提供更多有关太空领域的互动和实践学习体验。
2023年12月，美国应用科学技术研究组织(ASTRO America) 与普惠公司、霍尼韦尔公司和GE合作开展了一个项目，旨在简化美国航空航天供应链中金属增材制造 (AM) 技术的应用。美国国防部、研究与工程部副部长办公室通过AmericaMakes向 ASTRO America 授予 100万美元，用于制定飞机发动机中使用的在用金属部件的安装资格 (IQ) 和操作资格(OQ) 要求。该项目被称为“通用增材制造资格模板”，目的是建立一套统一的参数，使小型 3D 打印原始设备制造商 (OEM) 可以通过 ASTRO America 检验生产流程。由于零件鉴定是将增材制造纳入批量生产的最漫长、最昂贵的阶段之一，简化流程的这一方面尤其应该使 3D 打印 OEM 更容易将其平台出售给美国领先的航空航天制造商。南极熊3D打印网也做了深度报道。
2023年12月，美国国防后勤局(DLA) 与创新咨询公司BMNT展开合作，促成了国防部 (DoD) 3D打印零件存储库的创建。这一举措克服了传统采办系统的局限性，标志着美国国防供应链发生转变，展示了增材制造 (AM) 在国防和国家安全方面的巨大变革潜力。在实施新流程一个月内，DLA 授予了OTA 合同，用于开发自动扫描装置和几何搜索算法。该技术能够创建 3D 可打印零件文件的综合存储库，标志着国防部库存管理的独特成就。新的 OTA 流程既简化了 DLA 的零部件采购，又通过将数千家美国制造商纳入国防供应链来扩大供应商基础。这种扩张，再加上按需制造零件的能力，将采购零件所需的时间从三个月以上缩短到不到两周。
3D打印的灵活性和定制能力使其成为军事装备制造和维修方面的革命性工具。通过这项技术，军方能够迅速制造复杂部件，无论是战场上紧急修复还是定制化武器系统的制造，都能更快地实现，大幅度的提升了响应速度和灵活性。
通过汇总近一年以来的美国3D打印政策我们大家可以发现，3D打印技术在国防军事领域的重要性日益凸显，并已经受到政府层面的极大重视。这些举措也向世界展示了美国在全球科学技术竞争中的决心，对我国未来的科学技术创新和产业高质量发展具有一定的启示作用。未来，我国也应该持续重视技术创新，尤其是推进3D打印技术在国防军事领域的应用，为国家安全提供了新的保障措施。
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