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FRCE首次在内部采用3D打印增材制造完成飞行认证金属零件,并应用于AH-1Z、V-22、C-130等军机平台。在NAVAIR支持下,该项目从研发到认证仅用6个月,创美海军最快纪录,推动军机维修由传统供应链转向按需制造模式,显著提升战备与保障效率,并计划扩展至不锈钢材料应用。

北卡罗来纳州最大的维护、修理、大修与技术服务提供商——舰队战备中心东部(Fleet Readiness Center East,FRCE)——已成功交付首批通过飞行认证的非飞行关键金属零部件。这些零件均由其内部通过增材制造(3D打印)生产,从而显著减少停机时间并提升装备战备能力。

此次已有三个平台受益:AH-1Z“毒蛇”攻击直升机的武器挂架接头、V-22“鱼鹰”倾转旋翼机主起落架修理接头,以及C-130“大力神”运输机的封板。这些部件均经过与传统生产线相同的安全与质量验证流程,确保满足航空使用标准。

该项目由海军航空系统司令部(NAVAIR)增材制造团队、舰队支援团队(Fleet Support Teams)联合推进,FRCE先进技术与创新团队负责技术开发与认证工作。


(图注)首批通过飞行认证的金属零件,采用内部增材制造生产。图片来源:FRCE。

六个月完成认证:NAVAIR系统内最快能力验证纪录

将零部件生产能力引入内部后,彻底改变了该维修中心支持舰队的方式。整个资格认证、生产及认证周期——在军用航空领域以复杂著称——在不到六个月内完成,创下海军航空系统司令部内部新的速度纪录。

首个获得飞行认证的部件是一个挂架接头,该部件体积较小,用于连接武器系统与AH-1Z“毒蛇”直升机机体结构。该部件于2025年初交付至H-1舰队支援团队。随后在同一年内又交付了另外两个部件:用于V-22“鱼鹰”主起落架的修理接头(交付至其对应舰队支援团队),以及用于C-130“大力神”的封板。

这些设备的应用并不仅限于可飞行部件本身。同一批3D打印设备还被用于生产维修车间所需的定制工装与辅助部件,从基础层面优化维护流程。

项目负责人表示:“我们被要求在六个月内完成这些零件的认证、生产和资格验证流程,我们不仅达到了这一标准,还超额完成了任务。这是海军航空系统司令部历史上完成速度最快的一次,这表明我们在能力上已经具备与工业标准竞争的水平。整个过程是FRC East、总部、Lakehurst站点以及舰队支援团队共同协作完成的,确保这些零件对作战人员来说是可靠且可用的。”

展望未来,FRCE正计划将金属增材制造能力扩展至不锈钢材料。不锈钢相较铝材具有更高的强度与耐久性,这将扩大其可生产的飞行关键部件范围,使该项目进一步迈向舰队“按需供应”全覆盖支持能力。

当供应链断裂时,打印机接管生产

FRCE的按需零部件项目,是对传统军事后勤长期存在弱点的一种直接回应:舰队实际需求与采购供应链可靠性之间的缺口。通过将认证金属增材制造能力引入内部,该维修中心正在将零件保障问题从“采购问题”重新定义为“生产问题”。

这一趋势正在美国国防体系中扩大。俄克拉荷马大学与橡树岭国家实验室获得880万美元资金,与空军保障中心联合推进项目,其核心理念与此一致:大量服役超过60年的军机越来越依赖传统供应链无法提供的零部件,使得按需制造成为战备问题,而不仅仅是物流问题。


(图注)美国空军技术军士Rogelio Lopez使用3D打印制造飞机替换零件。图片来源:美国空军。

认证仍然是主要瓶颈。因此,“America Makes”与国家国防制造与加工中心联合发起了170万美元的资金项目,用于扩大国防部认证增材制造供应商的数量,以替代过去逐件零件认证的缓慢流程,这一问题长期制约国防工业基础的发展。

在采购层面,JAMA IV合同机制正是为了解决这一摩擦而设立的,它建立了一条直接通道,使经过认证、具备飞行安全等级的增材制造零部件能够更快速地进入各军种使用体系。

FRCE仅用六个月完成认证的纪录,不仅解决了零件短缺问题,也表明:舰队级增材制造已经可以以与作战节奏相匹配的速度运行。