在恶劣的战场环境、频繁的作战行动和有限的保障方式下,官兵的饮食问题难以做到科学、营养,在很大程度上不仅影响了官兵士气,更削弱了战斗力。利用装配触摸屏、内置记忆卡、智能数控系统、网络连接设备的3D食品打印机,通过微型皮肤植入物科学系统地记录每一名官兵在作战行动中的心跳、体重、情绪、睡眠质量和燃烧卡路里等无线信号流,经过生物统计数据和精确数控,根据不同作战人员每日不同的需求量和饮食喜好,为其量身“打印”营养成分比例合理的新鲜、健康食物,保障官兵在恶劣环境下的饮食更安全、更营养。
后勤补给是战场上最易遭受攻击的薄弱环节。美军认为,3D打印机与战场网络、无人驾驶运输直升机或汽车相结合将彻底解决这一问题。无人驾驶运输直升机或汽车能够源源不断地将物资原料前运至基地,在无线战场网络传递的三维设计图指导下,3D打印机可以快速制造出需要的军需物资,实现对库存变化和战场需求做出快速反应。美国陆军正计划通过这种做法增强单兵作战、战区巡逻以及小型前线作战基地的可持续作战能力。
如虎添翼的太空“利器”
随着世界各国政治、经济和军事利益空间的不断拓展,太空已上升至国家安全战略的高度,成为争相探索、开发的重要领域。与此同时,发展低成本、响应型太空任务也成为了各国面临的严峻挑战和现实课题。
众所周知,宇宙飞船内可谓是真正的“寸土寸金”,由于携带备用零件会增加飞船的体积和重量以及受到宇宙中失重环境的影响,一旦飞船内某个零部件出现故障,及时进行更换是十分困难的。而3D打印技术可以制造过去认为复杂而不经济的产品,并大大减轻产品重量。与机器制造出的零件和产品相比,3D打印的产品更加精细轻盈,打印出来的产品重量要轻60%,而且没有与其功能无关的剩余物。如果利用安装在飞船中的3D打印机,宇航员们就只需携带金属丝物料按需打印所需零部件,问题便可迎刃而解,既节省了空间又减轻了负载。2012年7月,美国“太空网”透露,美国宇航局和国防部正在测试新一代3D打印机,可以使宇宙飞船在绕地球飞行时制造设备零部件。
同时,3D打印技术也为人类在月球上活动提供了可能。据英国《每日邮报》报道,2013年2月欧洲航天局宣布,计划让机器人携带3D打印机“空降”到月球上,利用3D打印技术将月球上的原始土壤转变成建筑材料,建立首个人类基地,并有望在未来40年内投入使用。
3D打印“热”下的“冷思考”
3D打印技术是对人类控制能力极限的挑战和展示,其实质是制造业向智能化不断演进的历程。当前,我国制造业正面临转型升级挑战,信息化和工业化的深度融合为这一进程提供了前所未有的机遇。
受技术装备、新型材料、设计软件、质量安全、公共环境等制约和影响,尽管3D打印技术已成功地将传统复杂的生产工艺简单化,将材料领域的疑难问题程序化,但目前仅适用于少批量、小尺寸、高精度、造型复杂的零部件和元器件的加工制造,还难以代替传统制造业大规模、大批量的加工制造优势。
尤其是在军事领域,目前3D打印技术虽然可能生产出手枪、子弹等武器,但远达不到实战标准,它大部分情况下将被应用于武器装备的概念设计、技术验证等。只有将3D打印技术的个性化、复杂化、高难度的特点与传统制造业的规模化、批量化、精细化相结合,与制造技术、信息技术、材料技术和生命科学技术相结合,才能不断推动3D打印技术在军事领域的创新发展。