【軍傳媒/軍事科技】今年的環太平洋軍演,國內媒體派出龐大的媒體團,著重在開幕記者會及船艦開放日,當時就有報導美軍已經開始在船上使用3D列印機製作零件解決部分後勤問題。今年的演習也是先進製造研究與教育聯盟 (CAMRE) 的工程師團隊將他們的3D混合金屬列印機裝載到薩默塞特號上,其實早在2022年海軍研究生院 (NPS)就與美軍太平洋艦隊司令部合作,在RIMPAC 2022軍演時將3D列印機安裝在黃蜂級兩棲攻擊運輸艦埃塞克斯號 (LHD 2) 。
經過兩年的實驗,以3D列印備用零件越來越成熟,今年2024環太平洋軍演時,聖安東尼奧級兩棲船塢運輸艦薩默塞特號(Somerset,LPD-25)才出海沒多久,艦上造水逆滲透泵的一個關鍵部件破裂導致漏水並無法使用,由於該設備目的是為船員提供清潔的水,這對於長期在海上航行的船舶來說是絕對必需的裝備。


海軍研究生院機械工程師查爾斯·華萊士中尉說:「特別是對於像逆滲透泵這樣至關重要的設備,如果你的水用完了,你很快就會必須回港」。在船舶上利用3D列印製造零件可以節省時間、金錢、空間,並透過允許在戰爭環境中維修和更換設備來提高整體戰備狀態。如果船艦不得不靠港更換零件,將會耗費大量的等待跟運送時間,同時減少船艦有效作戰部署的時程。
3D 列印,或稱為積層製造 (AM),近年來一直是國防部感興趣的主要領域。在2021年1月,美國國防部發布了首個積層製造策略,旨在「為積層製造技術的開發和轉型提供一套共享的指導原則和框架,以支援現代化和作戰人員的戰備狀態」。海軍陸戰隊CAMRE團隊的政府負責人,也是創新部門的邁克爾·拉迪根(Michael Radigan) 中校解釋道:「CAMRE組織了國防部迄今進行過的最大規模的分散式先進製造演示,這是通過將先進的製造設備、聯合主題專家和商業合作夥伴聯繫起來來解決現實生活中的準備解決方案來實現的」。
雖然美國海軍船艦上的3D列印仍處於起步階段,但RIMPAC 2024的薩默塞特號(Somerset,LPD-25)並不是第一艘使用積層製造備用零件的船艦。2024年4月,聖地牙哥號兩棲船塢運輸艦 (LPD 22) 試驗了採用的液態金屬噴射增材製造的列印機,並實際在海上操作驗證這項新技術的實用性。

今年薩默塞特號上實驗的進步之處在於,該機器採用金屬混合設計,將減材製造和積層製造結合在一台機器中。減材製造是透過切割、鏜孔、鑽孔和研磨將固體材料塊成型為所需物體的過程的總稱。這與積層製造形成鮮明對比,積層製造透過層層堆疊材料來建造某種東西,透過結合這兩項工序,它可以有效地簡化整個零件產製的工作流程。
3D 列印不僅比傳統的機械維修更快、更安全,而且替換零件通常也更堅固。焊接幾乎與母材一樣堅固,甚至更強;而且相關零件的程式代碼一但被建立,未來都可以快速複製使用。要維持一艘船艦的運作需要大量的零組件正確運行,3D列印直接幫助海軍艦隊快速完成以前在船上不可能的任務(創建、維修和更換海上重要設備)。雖然海軍仍然會面臨各種材料準備及製造問題,但3D列印的先進製造開闢了新途徑,確保美國海軍能夠隨時隨地提供一定的妥善率。
日前審計部才提出海軍主戰艦艇的大修時程都一再延後,雖然國防部澄清都有依照艦艇的情況及任務時程來調整,但受中共灰色地帶侵擾使得海軍艦艇不敷使用,無法按照既定時程排開做大修保養等,官式回應不代表問題消失,也無法讓人信服問題解決,參考美軍面臨一樣的問題,其廣大數量的艦隊要維持一定的全世界巡航即妥善率,無時無刻都在找更省成本及節省時間的方法。中華民國海軍沒辦法快速下餃子生船,也沒有足夠的艦艇人員,無人自動化及更快速低成本的零件製造都是可行的方式之一。

