总部位于英国的NP Aerospace是一家专注于装甲制造和军用车辆集成的专业公司，其对增材制造并不陌生。事实上，该公司已积极参与英国国防部的TAMPA项目，该计划旨在将增材制造整合到英国国防供应链中，以提升军事装备的可用性。通过这一框架——并与TAMPA的另一关键合作伙伴数字制造中心（DMC）携手——NP Aerospace近期为“獒犬”（Mastiff）装甲巡逻车生产了一个悬挂与差速器承载件。

这个重达110公斤的3D打印部件，采用Caracol的VIPRA XP系统制造。VIPRA XP基于WAAM（电弧增材制造）技术，是一款金属大幅面增材制造（LFAM）设备，于2024年底首次亮相。该系统使用冷金属过渡（CMT）技术，专为高生产率设计，对铝和镍合金具有高沉积速率。针对“獒犬”悬挂与差速器承载件，NP Aerospace与DMC仅用60小时就完成了采用ER100材料的部件打印。

VIPRA XP还集成了一个9轴工业机械臂，能够实现复杂几何形状和悬垂结构的制造。国防领域最终用户充分利用了这一能力：通过打印“极端悬垂”以及复杂有机形状（540 × 500 × 500毫米的大型车辆部件），这些形状若使用固定轴系统将难以实现。WAAM 3D打印过程生成了近净形部件，随后进行了热处理和机加工。该部件采用ER100焊丝原料生产，打印后经后处理以满足零件的功能和合规要求。

传统上，“獒犬”悬挂与差速器承载件采用铸造、锻造或多阶段生产工艺制造。该部件是装甲车中结构关键件，设计用于承受动态载荷、冲击和严苛环境。对3D打印该部件的兴趣源于传统生产方法面临的挑战：包括因模具需求导致的漫长交货期和高昂前期成本；几何限制抑制了拓扑优化设计的应用；以及不适用于小批量生产和设计变更的僵化生产流程。传统方法虽然有效，但在低产量、快速迭代的国防项目中，其制约因素迅速累积：与工装认证相关的长交付周期、难以在小批量下实现的高前期成本，以及限制拓扑驱动设计的几何刚性，都拖慢了项目的进度。WAAM一次性消除了这三个问题。

通过转向Caracol的WAAM技术，NP Aerospace能够应对这些挑战，并完全消除了模具需求。该打印部件满足性能要求，同时实现了50%的交货期缩减。与传统制造方式相比，交付周期缩短了高达50%，同时完全消除了工装成本。这种组合首次使这种结构级别的部件在低产量生产和快速设计迭代方面变得经济可行。Caracol补充道：“所开发的工艺路线本质上具有可扩展性，适用于未来螺旋式开发，支持更快的迭代周期，并为双用途应用的进一步优化打开了大门。”在这一案例中，Caracol的金属增材制造技术证明了其作为大型结构件传统生产技术的替代方案的可行性，同时带来了交货期优势并消除了模具需求。虽然该项目并未专注于部件重新设计或轻量化，但这些都是使用增材制造可带来的额外效益，可在未来加以应用。

国防采购面临两种竞争性压力：一方面需要更快的螺旋式开发周期，另一方面依赖工装的供应链在低产量平台上存在结构性困难。防护车辆项目很少达到能够证明传统工装投资合理性的产量，然而其部件的性能和合规标准与工业界任何领域一样严苛。正是在这一差距中，WAAM找到了立足之地。Nurol Makina 和 MetalWorm 此前已通过WAAM使用钢焊丝原料生产了一个装甲车辆部件，将其机加工至最终几何形状，并进行了破坏性和非破坏性测试。该部件随后安装在装甲车上进行了为期八个月的实地作战试验，试验后检查未记录到任何故障或损坏。DEEP Manufacturing采取了类似路径，获得了DNV对WAAM生产压力容器和船体结构的制造认可，并扩展到休斯顿工厂，将大幅面金属增材制造能力靠近能源、国防和海事领域的客户。

NP Aerospace工程总监David Wilson表示：“作为英国国防部关键项目的核心合作伙伴，推动在实战中具有真正益处的技术进步至关重要……我们为‘獒犬’开发的部件属于安全关键件，采用了前沿的直接能量沉积（DED）技术，该技术还具备修复和机加工现有部件的能力，因此可以延长现有组件的使用寿命。”

专题图片显示Caracol的Vipra增材制造平台生产了Mastiff的悬架和差速器安装座。图片来自Caracol。