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3D打印赋能美国海军陆战队:首款符合NDAA标准的军用无人机HANX诞生

美国海军陆战队士兵Volpe成功研发出首款符合NDAA标准的3D打印军用无人机HANX,展示了增材制造在军事领域的巨大潜力。该无人机由海军陆战队自主设计与制造,具备成本低、模块化强、可快速迭代等优势,可满足侦察、战术支援等多种任务需求。HANX的诞生不仅缩短了无人机研发周期,也减少了对外部承包商的依赖,体现了3D打印技术正在深刻改变美军无人机生产和战场保障模式。

Volpe 是美国海军陆战队第二维修营的一名机动车运输机械师,他研发了 HANX——被称为美国海军陆战队首款符合 NDAA 标准的 3D 打印无人机。这一成果凸显了增材制造在缩短研发周期、降低成本以及提升野战环境下作战灵活性方面的巨大价值。

美国海军陆战队表示:“Volpe 的 HANX 无人机是近十年来海军陆战队在 3D 打印无人机技术领域最重大的飞跃,也是 II 海军远征军创新园区以及整个美国海军陆战队的一项重要成就。”


美国海军陆战队中士 Henry David Volpe 与 HANX 无人机合影。图片来源:美国海军陆战队。

从业余爱好者到创新引领者

Volpe 对 3D 打印和机器人技术的兴趣始于七年级,当时他参加了一个乐高机器人社团。后来在大学期间,他学习的是汽车维修技术。2020 年,新冠疫情打乱了他的学业和工作计划,于是他选择加入海军陆战队,寻求稳定与挑战。

2022 年完成新兵训练后,他成为一名机动车运输机械师,并接触到了 II 海军远征军创新园区。该园区致力于培训海军陆战队员掌握机器人、3D 打印和先进制造技术。在那里,Volpe 很快参与其中,负责维修 3D 打印机并加入多个项目的研发工作。

负责该创新园区的三级准尉 Matthew Pine 在看到一篇关于美国陆军自行研发 3D 打印无人机的报道后,决定在海军陆战队内部推进类似项目。由于他知道 Volpe 业余时间一直在自己组装无人机,Pine 便带他前往肯塔基州坎贝尔堡参观学习。这次经历促使 Volpe 决心开发一种更便宜、性能更强、完全由海军陆战队员自行设计和制造的 3D 打印无人机。

“他们的无人机在某些方面确实比我的强,也配备了非常好的摄像头,但我看到的是一个非常高的价格。”Volpe 说道,“我知道自己可以在不牺牲太多功能的情况下,把成本压低很多。而且,美军陆军的设计和硬件选择是外包给第三方和第四方承包商的,这意味着那款 3D 打印无人机并不能完全由士兵自行完成制造。”


美国陆军中士 Tucker Smith 在 Agile Spirit 25 联合演习期间,于移动工作站内维修一架第一人称视角无人机。图片来源:国民警卫队中士一等兵 Brittany Conley。

设计 HANX:快速、灵活、低成本

在参考陆军 3D 打印无人机项目的基础上,Volpe 着手打造 HANX——一个完全由海军陆战队内部完成设计与制造的无人机平台。在 Pine 的指导下,他用 90 天时间主导了设计和制造流程,期间制作了多个原型,不断优化零部件结构和装配方式。

Cpl. Liam Smyth、Staff Sgt. Jonathan Borjesson、Cpl. Isauro Vazquezgarcia 以及 Cpl. Corven Lacy 也为项目提供了支持,协助完成 3D 打印、调校以及设计修改等工作。Volpe 表示:“如果没有身边团队的协作,这一切是不可能完成的。我会把不同的无人机零件分配出去,说‘你能不能帮我重新设计这个?’或者‘我需要打印 20 个这样的部件。’虽然整体设计是我负责的,但这绝不是我一个人完成的。”

最终,HANX 成为一种模块化、适应性极强的无人机平台,可以在内部快速制造,避免了昂贵的承包商解决方案,并使海军陆战队员能够根据不同任务需求对平台进行灵活改装,从侦察任务到战术支援均可胜任。


一架 C100 无人机在 Norio 训练区进行现场演示并起飞。图片来源:国民警卫队中士一等兵 Brittany Conley。

从原型到实战能力

在累计超过 1000 小时的设计、组装和测试之后,HANX 达到了 NDAA 和 NAVAIR 的相关标准,确保该无人机在安全性和合规性方面符合军方要求。Volpe 指出:“任何人都可以用廉价、未经批准的零部件拼出一架便宜的无人机,但要找到那些不存在后门软件风险、同时又符合规定的部件,其实非常困难。”

HANX 的设计目标是能够快速适配多种任务需求,包括侦察、后勤支援以及一次性攻击任务。它已成为 II 海军远征军各主要下属指挥单位应对现实作战需求的一项解决方案。该项目也与国防高层推动无人机技术普及的方向保持一致。HANX 的模块化设计以及低成本、易复制的制造方式,使得几乎任何部队单位的海军陆战队员都可以自行构建并改装这一系统,直接支持了“通过强化美国本土无人机制造能力,释放美国无人机优势”的战略目标。

不过,HANX 平台也并非没有局限性。其生产仍依赖 II 海军远征军创新园区所具备的专业基础设施和资源,这意味着并非所有部队都能立刻独立复制该无人机。此外,尽管平台本身具备高度模块化和适应性,但其实际作战性能仍取决于精确的装配、校准以及持续维护,这些都需要经过专门训练的人员来完成。

3D 打印如何改变美国军用无人机生产方式

增材制造正在被美国军方广泛应用,用于加速无人机研发、降低成本,并提升战场内外的适应能力。近期,美国陆军“鹰眼排”在一次多国联合演习中部署了 3D 打印设备,使部队能够在野外直接制造、组装并维护四旋翼侦察无人机。与此同时,美国陆军航空卓越中心也启动了一项培训课程,教授士兵利用 3D 打印技术生产、维护和操作第一人称视角无人机。该课程涵盖多种 3D 打印设备的操作以及无人系统零部件的设计,帮助部队建立内部制造能力,而不是完全依赖外部供应商。

这些发展趋势表明,美国军方正整体推进利用 3D 打印和增材制造技术,以更快速、更经济的方式满足不断变化的战术需求。