美国陆军特种部队举办3D打印研讨会:从战场维修到自给自足的新范式
美国陆军第1特种部队群(空降)近日在华盛顿州刘易斯-麦科德联合基地举办了一场3D打印研讨会,目的是让基地内各单位的士兵直接接触增材制造,将其作为维护、修理和战场保障的实用工具。此次研讨会进一步印证了军方正在重新思考其战备策略。
该活动由91E联合贸易专家克拉丽莎·德拉克鲁兹中士领导,她的军事职业专长涵盖焊接、机械加工和3D打印。活动汇集了来自该基地各单位的士兵,共同探索增材制造,引导他们走完从数字设计到成品零件的整个生产流程。

参与者使用SolidWorks进行建模,利用PrusaSlicer校准打印参数,调整温度、密度、层厚和打印速度等变量,以塑造所产零件的形状和功能。材料的选择与设计本身同样重要。标准塑料适用于概念验证原型,但要求更高的应用则需要更坚固的材料。
“有些材料很塑料感,”德拉克鲁兹中士说,“它们不能承受很大的强度。但我们拥有的许多其他材料,比如ABS,往往更坚固,也更耐用。”

该单位已生产的物品包括无线电帽、零件改装件、训练辅助器具,以及一个全尺寸的M777牵引式155毫米榴弹炮炮口装置(用作假目标)。爆炸物处理训练辅助器具也是产出物之一。在单位层面,打印机已经在运转。德拉克鲁兹说,她的车间生产无线电盖、组件改装件、训练辅助工具和野外假目标。爆炸物处理训练也从中受益,打印的辅助工具为演习提供了可获取且成本效益高的训练器材。实际效果往往归结为速度。例如,一个替换用的车门把手大约一小时就能生产出来,从而避免了传统供应链造成的延误。“它提供了更易获取、更快速的解决方案,”德拉克鲁兹说,“所有东西都在内部制造,所以我们花费的钱要少得多。”节省的时间直接转化为战备能力,使维护人员能够更快地将设备重新投入使用,并减少对缓慢的采购流程的依赖。“我们应接不暇,”德拉克鲁兹说,“我们正在制造多种不同的零件,以便为不同的车间提供服务。”
研讨会还涉及长期自给自足的问题。德拉克鲁兹讨论了Recreator 3D系统,该系统通过加热和膨胀回收塑料,将塑料瓶转化为可用的打印耗材。通过加热和处理废弃塑料,士兵们可以利用环境中现有的任何材料生成原料,其长期目标是用回收塑料耗材生产出完全可用的无人机。“当我们部署时,我们可以利用周围的一切来继续履行职责、完成任务,”德拉克鲁兹说。



该活动背后的更广泛意图并非一夜之间培养专家。“主要目标是让全军士兵熟悉相关技术,”德拉克鲁兹补充道。“这让他们有机会获得3D打印方面的某种实操训练。”这种理念——识别问题、设计解决方案、测试、迭代——反映了军方有意识地将创造性解决问题融入军事保障文化的努力。“我们百分百希望他们能进行创新,找到修复和改进的新方法,”德拉克鲁兹说。
德拉克鲁兹指出,电弧增材制造是陆军增材制造项目的发展方向,并且陆军正朝着在其维护操作中实现更大自给自足的方向迈进,3D打印在这一转变中发挥着越来越大的作用。“陆军开始更加注重创新……以评估我们究竟能在多大程度上实现完全自给自足,”德拉克鲁兹说。“3D打印为我们提供了更多制造零件和履行职能的机会。我们100%希望他们(士兵)进行创新,找到我们能修复和能改进的新方法。3D打印能做的事情是无限的。让我们的士兵走出去并开始学习我们能做什么非常重要,这样他们也能帮助自己和同伴进步。”
陆军的增材制造路线图远远超出了塑料范畴。德拉克鲁兹指出,线弧增材制造(WAAM)是一项新兴能力。“那就是我们的方向,”她说,“金属3D打印。”障碍依然存在。软件许可成本、设备获取、培训带宽和机构审批流程都拖慢了采用速度。仅SolidWorks就需要高额投资,指挥官们需要了解该工具能实现什么,然后才能证明其成本合理。尽管如此,这次研讨会表明,基础工作正在奠定——不是通过自上而下下达成品,而是通过士兵们自己学习构建解决方案。
第1特种部队群的研讨会是陆军更大规模努力的一部分,旨在将增材制造直接嵌入前沿行动,减少对供应链的依赖——在对抗环境中,这些供应链可能缓慢、脆弱,或者根本无法获得。从近期冲突中吸取教训后,陆军一直在部署移动式3D打印和机加工单元,训练士兵掌握先进制造技术,并试验现场回收材料以保持无人机和无人车运行。目标不仅仅是获得更快的零件,而是能够在不等待补给的情况下维持任务。做好这一点的利害关系是具体的。当关键组件在前沿环境中失效时,标准的美军后勤系统可能需要六到十周才能交付替代品,而部署部队根本等不起。在2026年2月田纳西州的一次演习中,DEVCOM陆军研究实验室将整个流程压缩到一个作战日内,在现场生产了一个关键车辆部件,并通过无人机交付。在其他地方,陆军的战斗损伤修复与制造项目已评估了超过4万个车辆组件是否适合增材制造,在岩岛兵工厂制作了600多个CAD模型,以保持受损系统继续作战。在金属打印领域——即德拉克鲁兹所指的方向——陆军已根据其线弧增材制造(WAAM)计划授予合同,重点是通过集装箱式混合系统(在一个可部署外壳中结合增材和减材制造)来扩展部署环境和仓库环境中的金属制造和维修能力。第1特种部队群研讨会在士兵层面所展示的,陆军现在正从制度层面进行推广。


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