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Rheinmetall UK 将增材制造定为「挑战者3」坦克部件基准工艺,防务制造业加速内部按需生产转型

Rheinmetall UK,英国陆军的主要地面防务承包商,正式把增材制造定为了「挑战者3」主战坦克项目中空气管道组件的基准生产工艺。

你想想看,这可是一台坦克项目,不是随便什么东西。

这个决定在他们内部的案例研究里写得很清楚,是由项目经理Julian Wright撰写的。

这个改变听起来就是从传统制造转向了按需、内部的聚合物打印,但它的意义远不止于工艺本身,它反映了主权防务制造商怎么管理复杂升级项目的大趋势。


那传统管道为什么不行了呢?


「挑战者3」项目面临一个熟悉但严峻的问题,车辆现有架构几乎没什么操作空间了。


乘员温度控制系统的管道以前是用柔性管加金属板接线盒拼装起来的,这方法成本低,但完全适应不了这次升级里更紧凑的空间限制。


所以项目团队评估了其他制造路线。


注塑和滚塑都能出复杂几何形状,可这两种都需要前期模具投资,一旦设计变了,模具就成了烫手山芋。


在车辆开发里这种变更几乎是板上钉钉的,各子系统都在抢空间,中途报废模具的财务和进度风险很大。


增材制造完全消除了这个变量。


接下来他们仔细比较了三种工艺:光固化SLA、选择性激光烧结SLS和熔丝制造FFF,每种都有自己的优势。


材料测试先筛了一轮。


战车里的管道要满足阻燃、低烟、低毒性,还得抗高温。


SLA因为缺乏合格材料最早被排除。


坦率的讲,SLS有个PA2241FR,但材料在英国供应链里竞争力不够,加上SLS本身的资本支出高、车间集成麻烦,从产量上看也划不来。



选来选去,最后是用了ULTEM 9085材料的FFF工艺。


这个材料满足规格,而且团队对桌面FFF已经很熟了,转向生产级FFF的文化包袱和培训成本都可控。


也就是说,他们选的工艺在现有基础上最不折腾。


当然FFF也有不足,表面光洁度和透气性不行,但通过振动抛光涂覆解决了,增加一点成本但不需要额外加设备。


决定自己生产而不是外包,也是经过深思的。


外面供应链拿不到防务项目需要的Cyber Essentials+网络安全认证,而且外包会拖慢迭代和工艺积累。


所以呢,最终还是决定在内部干。


打印机方面,他们选了miniFactory Ignite,但这是对比了好几家高温FFF供应商之后才定的。


这台机器是芬兰造的,价格比同类低,构建体积又大,一次能产不少零件,省了人工。


开放材料架构让他们能直接从材料商买原料,零件成本降了不少。


安全性也是个因素。


芬兰制造,他们觉得比某些竞争平台的风险更低。


英国本地技术支持来自一家叫3DGBIRE的经销商,离Rheinmetall UK特尔福德工厂才几小时车程,设备万一出问题不至于拖进度。


可重复用的构建板、长寿命喷嘴、低耗材负担,整体拥有成本符合预期。


说到底,这台机器是按这个项目的节奏定下来的。


机器上线后,团队还发现了一个窍门:把组件拆分、加入接头,这样能减少甚至不用支撑材料,打印时间、耗材和后处理都省了。


单机生产量就满足了项目产能需求。


效果很明显。


过去一个设计变更要等好几周供应商拿货,现在一天内就能出替换件。


那结果会怎样呢?


按需生产省了提前采购和库存,没有模具意味着图纸变了也不会有什么资本打水漂。


装配时不小心损坏了零件,现场重打印就行,不用再走一遍采购。


Rheinmetall说,「挑战者3」的经验加速了公司对增材制造的采用。


继miniFactory的聚合物工作之后,他们又投了Rapidia这家增材制造公司的金属浆料沉积技术来做钢制车辆组件。


看来这个项目成了更广泛制造转型的示范。



Rheinmetall UK决定把生产留在自己车间不外送,这其实是多个国家防务项目都在用的方法。


英国国防部已经在项目层面推这种模式了。


像罗尔斯·罗伊斯在布里斯托尔开了个专用的350平方米增材制造开发单元,专门建的、政府资助的,直接跟下一代军用航空发动机生产挂钩。


那个单元在严格环境下用金属粉末床熔融,本质上跟Rheinmetall UK在FFF上的思路一样:把能力放在内部、控制过程、在项目实际运行的地方积累知识。


同样的战略也在美国展开。


美国公司Hadrian推出了一个新部门Hadrian Additive,专门给美国防务和盟友提供可投产、可扩展的增材制造。


他们把增材制造整合进自己的工厂生态系统,让关键防务项目从设计验证到批量生产都更顺畅。


行业趋势越来越明显了。


以前项目只是把增材制造当原型工具用用,现在呢,很多项目直接围绕它来构建生产。

06-25 17:20 转载自:3dprintingindustry,如对内容有疑问,请联系我们:yihanzhong@amedao.com
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