国防案例研究

3D 打印总能解决您的燃眉之急
当面临最大限度利用资源，以在极端条件下提供安全性的挑战时，创新不仅仅是竞争优势，还决定着人身安全。

军事制造商们凭借 3D 打印，能在极短的交货时限内制造出高度定制的国防设备。

位于德克萨斯州 Wichita Falls 的 Sheppard 空军基地的训练机开发飞行 (TDF) 是一个用于设计、开发和制造训练机和训练辅助品的设施，服务于空军，并视需要服务国防部 (DoD) 下属的其他任何分支。这些产品将用于多种训练环境，包括航空电子、武器和油料系统、医疗战备、HVAC 和远程通信系统。

这些训练机和训练辅助品可能是原创产品，也可能是现有产品的复制品，视训练需求而定。某些设备并不要求真正能够工作，因此购买真正的产品往往并不划算。对于大多数训练应用，更为经济的方式是在复制品上训练学生，而不是在通常极为昂贵的设备上训练。

TDF 使用直接数字制造来制造其大多数训练产品。为此，它集中地采用了四台 FDM 增材制造设备，并在整个工艺中融入了 AFSO 21（精简）工艺。

真正的挑战

在工艺中加入直接数字制造技术之前，TDF 使用传统的制造方法来生产其产品。传统的制造方式通常需要较长的准备时间，因为它们涉及多个步骤，如切削、车削、焊接、钣金弯曲和切割等。在制造工具来塑造部件时也会遇到相似的困难。

“由于我们的大多数项目都只制作一件或数量很少，采用传统方法会非常昂贵，”TDF 的主席 Mitchell Weatherly 说。“我们的工作中，只有约 10% 是原型制作，其他 90% 都是生产。”

真正的解决方案

Weatherly 称，在使用 FDM 前，TDF 考虑过“不少”其他增材工艺。“对于 FDM，投资是一次性的，不会不断添加，”他说道。“制造的部件非常耐用，且具有我们所需的高细节度。此外，该工艺对环境安全，100%“绿色”无污染。”

TDF 负责设计和制造无人飞行器（UAV，又称“无人机”）的精确复制品，用于培训练维修技术人员。它采用 FDM 制造了许多内部和外部组件。这些组件包括大多数机体组件，以及数种引擎罩、推进器和天线。他们还从原始设备制造商购买了不少真正的 UAV 组件。

切实的益处

光制造 UAV 的大型天线一项，FDM 设备就只花费了传统方法通常所需时间的十分之一，而它带来的投资回报超过了12,000 美元。而省下来的不仅仅是时间。对于天线，如果外包给加工车间，可能会花费长达 20 天时间来制作该部件，而使用 FDM 仅花费了两天，并且真正需要人力操作的时间只有 15 至 20 分钟。对于整个 UAV 项目，在某些领域中总供节约的时间超过 3 年。这一项目和在其它训练机上节省的成本在过去四年间高达 800,000 美元，令人印象深刻。

“FDM 系统的主要优势包括：比其它工艺或制造方法更快的速度、比注塑成型更高的灵活性以及通过该系统同时加工多个部件的能力，”Weatherly 说道。益处包括维护更轻松，且能够适应多种材料，用途广泛。“其它功能包括根据功能需求而非制造上的限制进行设计，并且能够以最小的代价立即实现设计上的更改。能够以零污染灵活制造任何产品的能力对空军而言是最大优势，”Weatherly 说。“基于 FDM 的设备已用于多个经费紧张的训练机计划中。我们还利用 FDM 工艺来进行研发，使得我们的飞行员和士兵能够得到实战般的训练。

“在首次购买 FDM 设备时，我们预计在 4 年后获得投资回报，但事实上仅用了 18 个月后，”Weatherly 说道。“在第二次购买 FDM 设备后，仅 9 个月后我们便开始获得回报。传统方法和高技术人才不可能被完全取代，但给予他们正确的工具和新技术，他们的工作会更为轻松，从而增强竞争力。我相信 FDM 是技术上最为先进的现有制造方式之一。自 2004 年我们购买四台设备中的第一台起，FDM 工艺迄今已为政府节省了 380 万美元，而我们预计 10 到 15 年间的节省额将超过 1500 万美元。 “

国防案例研究

3D 打印总能解决您的燃眉之急
当面临最大限度利用资源，以在极端条件下提供安全性的挑战时，创新不仅仅是竞争优势，还决定着人身安全。

军事制造商们凭借 3D 打印，能在极短的交货时限内制造出高度定制的国防设备。

位于德克萨斯州 Wichita Falls 的 Sheppard 空军基地的训练机开发飞行 (TDF) 是一个用于设计、开发和制造训练机和训练辅助品的设施，服务于空军，并视需要服务国防部 (DoD) 下属的其他任何分支。这些产品将用于多种训练环境，包括航空电子、武器和油料系统、医疗战备、HVAC 和远程通信系统。

这些训练机和训练辅助品可能是原创产品，也可能是现有产品的复制品，视训练需求而定。某些设备并不要求真正能够工作，因此购买真正的产品往往并不划算。对于大多数训练应用，更为经济的方式是在复制品上训练学生，而不是在通常极为昂贵的设备上训练。

TDF 使用直接数字制造来制造其大多数训练产品。为此，它集中地采用了四台 FDM 增材制造设备，并在整个工艺中融入了 AFSO 21（精简）工艺。

真正的挑战

在工艺中加入直接数字制造技术之前，TDF 使用传统的制造方法来生产其产品。传统的制造方式通常需要较长的准备时间，因为它们涉及多个步骤，如切削、车削、焊接、钣金弯曲和切割等。在制造工具来塑造部件时也会遇到相似的困难。

“由于我们的大多数项目都只制作一件或数量很少，采用传统方法会非常昂贵，”TDF 的主席 Mitchell Weatherly 说。“我们的工作中，只有约 10% 是原型制作，其他 90% 都是生产。”

真正的解决方案

Weatherly 称，在使用 FDM 前，TDF 考虑过“不少”其他增材工艺。“对于 FDM，投资是一次性的，不会不断添加，”他说道。“制造的部件非常耐用，且具有我们所需的高细节度。此外，该工艺对环境安全，100%“绿色”无污染。”

TDF 负责设计和制造无人飞行器（UAV，又称“无人机”）的精确复制品，用于培训练维修技术人员。它采用 FDM 制造了许多内部和外部组件。这些组件包括大多数机体组件，以及数种引擎罩、推进器和天线。他们还从原始设备制造商购买了不少真正的 UAV 组件。

切实的益处

光制造 UAV 的大型天线一项，FDM 设备就只花费了传统方法通常所需时间的十分之一，而它带来的投资回报超过了12,000 美元。而省下来的不仅仅是时间。对于天线，如果外包给加工车间，可能会花费长达 20 天时间来制作该部件，而使用 FDM 仅花费了两天，并且真正需要人力操作的时间只有 15 至 20 分钟。对于整个 UAV 项目，在某些领域中总供节约的时间超过 3 年。这一项目和在其它训练机上节省的成本在过去四年间高达 800,000 美元，令人印象深刻。

“FDM 系统的主要优势包括：比其它工艺或制造方法更快的速度、比注塑成型更高的灵活性以及通过该系统同时加工多个部件的能力，”Weatherly 说道。益处包括维护更轻松，且能够适应多种材料，用途广泛。“其它功能包括根据功能需求而非制造上的限制进行设计，并且能够以最小的代价立即实现设计上的更改。能够以零污染灵活制造任何产品的能力对空军而言是最大优势，”Weatherly 说。“基于 FDM 的设备已用于多个经费紧张的训练机计划中。我们还利用 FDM 工艺来进行研发，使得我们的飞行员和士兵能够得到实战般的训练。

“在首次购买 FDM 设备时，我们预计在 4 年后获得投资回报，但事实上仅用了 18 个月后，”Weatherly 说道。“在第二次购买 FDM 设备后，仅 9 个月后我们便开始获得回报。传统方法和高技术人才不可能被完全取代，但给予他们正确的工具和新技术，他们的工作会更为轻松，从而增强竞争力。我相信 FDM 是技术上最为先进的现有制造方式之一。自 2004 年我们购买四台设备中的第一台起，FDM 工艺迄今已为政府节省了 380 万美元，而我们预计 10 到 15 年间的节省额将超过 1500 万美元。 “