使用3D打印来维护军用突击步枪的可行性如何?
在“现场维修和维护突击步枪AK5C的增材制造——可行性研究”中,“乌普萨拉大学(瑞典)硕士生Emmelie Simic探索了将此类技术用于可能驻扎在马里或阿富汗等地区的瑞典部队的可行性。
Simic指出,瑞典国防物资管理局(FMV)负责向其武装部队提供物资,而3D打印很可能符合他们的最佳利益。她还认为,由于有更大的机会,欧洲防务局发现使用3D打印和增材制造来“提高防御能力”的潜力:
•流动性
•可持续性
•功率
•防卫
以上所有这些都与现场维护和维修有关,尤其是它们能够“降低后勤负担”。随着3D打印所提供的按需备件的创建变得容易,瑞典武装部队可以极大地受益于从船只、飞机到弹药等许多不同军事方面的维护。
“随着时间的推移,随着设备的使用,它往往会破裂。”Simic说道。“这就是为什么瑞典武装部队在没有备件的情况下严重受损的原因。”
军队中的许多系统也可能已经过时,以至于备件已经过时,这是我们多次谈到的一个话题,3D打印为何对维护工作如此重要;事实上,除了以下项目已经创建了过时的3D打印部件,以完成诸如将旧车辆恢复到新状态之类的项目之外,我们还注意到许多国家的军队使用该技术来制造部件,如荷兰军队和中国台湾国防部队等部分。
Simic为瑞典人选择了突击步枪AK5C作为3D打印如何用于军队的主要例子。 根据Simic的说法,这种武器具有半自动和自动模式,每种设置都会对步枪产生不同的影响:
“对于半自动火力,除了步枪的锤子在射击的整个过程中都抵着火花塞的后部,将火花塞向前推,然后弹药筒发射。之后,将锤子恢复到拧紧位置,并通过液压锤闩锁将其连接起来。自动射击具有几乎相同的原理,除了步枪的锤子在击发的整个时间期间抵靠火花塞的后部直到扳机被释放。然后将锤子恢复到拧紧位置,方法与半自动点火相同。”
“由于锤子轴作为锤子绕其旋转的轴,因此在半自动过程中比自动点火更受影响。 这是因为对于半自动发射的每一轮,锤子绕其轴线前后移动,引起摩擦和磨损,而对于自动发射,每次按下扳机时它都会上升。”
AK5C步枪,瑞典士兵的主要野战武器。
另外一个增加磨损的问题是锤轴,经受大量运动的影响,使其暴露在摩擦中,造成如此大的磨损,以至于可能会断裂。气缸也是一个也会消耗大量热量的部件,以及需要大量的压力,导致材料最终损坏。塑料推弹环的随动件是另一个容易因重复使用而损坏的区域。
锤轴
气缸
推弹环的两个不同角度
Simic概述了3D打印和增材制造的不同模式,并补充说所有部件均由Lasertech LSH AB在卡尔斯科加制造。选择DLMS工艺(使用EOS M 290)打印金属部件,而SLS(使用EOS P 395)用于聚合物。需要进行少量的后处理和组装。
测试区域
射击武器的测试结果表明,3D打印过程是成功的,需要对气缸进行一些小的调整,并添加了材料建议,并解释了该领域的难点:
“由于道德原因,由于部件是步枪的一部分,很难找到一家提供打印部件的公司。 这导致了对可用于AM制造的部件的材料类型以及方法类型的限制。”
“将增材制造作为未来的制造工艺用于现场维修和维护是非常有前景的。在这种情况下,它给出了与传统方法几乎相同的尺寸,这些部件具有高质量并且在功能评估期间没有损坏。在马里或阿富汗使用AM的方法是可能的,但需要更多的评估和测试。”Simic说。
对于未来,Simic还建议进一步评估步枪军事使用期间的温度问题以及部件如何受到影响,同时考虑不同的材料和经济因素。
“总之,增材制造确实可以制造功能性备件 - 至少是这里评估的备件。”Simic说。
我们很想知道DED流程是如何在这样的角色中执行的。如果它们能够处理精度,那么它们的成本可能会超过DMLS(粉末床熔合,LPBF)。AK5C是普遍存在的FN FMC步枪的一个变种,因此该研究的意义不仅仅局限在瑞典。维护,尤其是海外维护,对现代军队的限制和老化设备一般都是如此。这表明3D打印可能在维护和维修方面发挥着广泛的作用。
来源/图片:用于现场维修和维护突击步枪AK5C的增材制造 - 可行性研究