QinetiQ在皇家海军潜艇基地部署码头边3D打印设施,实现潜艇部件按需制造
国防技术公司QinetiQ在苏格兰法斯兰的HM海军基地克莱德建立了一座增材制造设施,利用几个集装箱大小的车间,配备了金属3D打印机和手持扫描仪,目的是按需生产潜艇部件,并在码头边交付给正在维修的舰艇。
该设施通过潜艇交付集团(SDG)增材制造团队签订的两份合同交付:增材制造一体化(AIO)解决方案(被描述为英国主权即需即产能力),以及一个市场接入单元(MAC)。市场接入单元专门接收和分类需求,协调最快获取替换部件的路径。

这两项要素共同使得潜艇部件能够由QinetiQ员工和皇家海军潜艇人员在现场按订单制造。对于没有现有设计文件的部件,工程师可以用手持扫描仪精确捕捉尺寸,生成数字文件,然后直接打印。需要逆向工程的更复杂部件则通过一个经认可的英国增材与先进制造中小企业网络生产,利用包括一级方程式赛车领域在内的专业知识。
QinetiQ英国国防首席执行官Will Blamey表示,「我们在增材制造方面的成熟专业经验,结合在HM海军基地克莱德安装的最新科技,将使我们能够按需、快速地在码头边打印、扫描和逆向工程潜艇部件,帮助潜艇更快恢复作战状态。」
QinetiQ材料科学副研究员Paul Duff表示,「在增材制造一体化设施内与皇家海军人员一起工作,将为我们提供绝佳机会,展示增材制造如何改变潜艇的常规维护。看到设施在法恩伯勒组装完成是件很有成就感的事,而现在它被部署到了HMNB克莱德,更令人兴奋。」
克莱德设施是潜艇维护恢复计划(SMRP)的一部分,该计划由第一海务大臣General Sir Gwyn Jenkins于2026年1月启动。General Sir Gwyn Jenkins表示,「这些可部署车间的到来标志着潜艇维护恢复计划向前迈进了一步。这项新技术有潜力改变我们维护潜艇的方式,缩短靠港时间,提高可用性。它代表了皇家海军为加强水下舰队所取得的真实、切实的进展。」
SDG增材制造团队成立于2024年2月,由平台设备交付团队内组建。皇家海军指挥官、增材制造负责人Commander Max表示,「通过让工程师能在现场生产部件,我们减少了对复杂供应链的依赖,加快了维修进度,最终改善了潜艇的材料状态和可用性。」

QinetiQ在此领域的能力已在2026年早些时候得到展示,当时公司支持了HMS Anson在澳大利亚珀斯访问期间的一次常规维护期。所需的关键部件在四周内完成设计和制造,显著快于标准供应链时间。在澳大利亚斯特林海军基地的这次维护中,QinetiQ英国和澳大利亚团队合作生产了获准用于英国潜艇安森号(HMS Anson)的增材制造部件。

AUKUS伙伴关系(美英澳三边安全协议)也在利用增材制造作为协调工具。SDG正在和美国、澳大利亚的潜艇工业基地合作,制定共同的材料标准,让盟国可以共享设备,互认合格部件。目前,一项三方先进制造格局审查正在绘制美英澳的现有能力,识别差距,为制定共享国防标准提供信息,最终目标是认证更高风险部件。美国海军已对40年历史的俄亥俄级潜艇部件进行逆向工程:当潜艇密歇根号的平衡和泄放阀腐蚀到无法常规更换时,海军增材制造中心用激光粉末床熔融和电弧增材制造制作了替换件,并生成了数字设计文件,方便以后按需打印。澳大利亚金属增材制造公司AML3D在2025年初为美国海军弗吉尼亚级核潜艇项目交付了部件。
SDG的长期目标不止是更换老旧零件,还包括利用数字化设计优化零件性能、疲劳寿命和重量,从退役潜艇上回收材料用于增材制造,在新的培训中心将增材制造技能嵌入培训。更高风险的部件如船体阀门也在考虑范围内,不过需要通过三方国防标准认证。增材制造不是万能的,不能完全取代传统供应链方法,但它是对当前制造的补充和增强,是总工程师在考虑解决方案时的另一个选项,而且这个选项会随着时间的推移变得越来越强大。


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