DLA（国防后勤局）通过创新的3D打印技术，成功开发了一种“替代手”模型，用于测试喷气燃料手套的泄漏性。这项技术有效消除了传统测试中的危险风险，避免了人员暴露在有害的喷气燃料环境中。该3D打印手能够模拟真实手部的动作，确保手套材料的可靠性，同时提高了测试的安全性和效率。此举不仅为军方提供了更安全的装备测试方案，也展示了3D打印在军事安全领域的应用潜力，推动了防护装备研发的技术革新。
国防后勤局（DLA）军需支持部的产品测试中心（PTC）分析部门通过采用3D打印技术来提高手套测试的安全性。中心的工程师们开发了一款3D打印的模型手，它能够模仿真实手的动作，使手套能够在没有将人员暴露于危险物质（如喷气燃料）的情况下进行泄漏测试。这一想法最初来源于一个评估燃料处理工人手套的需求。传统上，测试人员需要佩戴手套，将手浸入喷气燃料中，并反复弯曲手指来测试材料的耐用性。
如果手套失败，测试结果不仅意味着产品被拒绝，还可能给测试人员带来严重的暴露风险。总工程师Edward Dalton建议制作一个替代手，能够执行相同的任务，消除危险同时保持测试的完整性。
“我之所以选择使用我们能够访问的工具来增强测试的安全性，正是出于这种动机，”Dalton说道。“说实话，当它全部组装好并且能够正常工作时，真的很酷！我投入了大量的精力，看到它们终于达到了预期目的时，感到非常满足。”
展示3D打印手在手套测试中的应用。照片来源：DLA。
降低喷气燃料的风险
军事和退伍军人健康项目的广泛研究已经记录了喷气燃料暴露的风险，强调了手套测试安全性的重要性。接触喷气燃料可能导致干燥、皮疹、裂纹或水泡，尽管关于长期影响的研究仍在进行中，但即使是短期的皮肤接触也被认为有害。
美国国防部（DoD）遵循由国家研究委员会和环境保护局（EPA）制定的暴露指南，预测在8小时内，如果喷气燃料蒸气浓度达到290毫克/立方米，就会引起刺激反应，超过1,100毫克/立方米则可能导致更严重的健康问题。
美国国防部长期以来强调，通过工程和行政控制优先于仅依赖防护设备，来限制暴露的必要性。替代更安全的燃料、安装通风系统以及提供防护服、手套、眼镜和呼吸器是当前防护措施的基础。
然而，尽管采取了这些措施，手套测试仍然是一个薄弱环节。主管化学家Mike McClain回忆道，曾有过保护性塑料外层仍允许喷气燃料渗透的情况，留下了残留物和持续的气味。
引入3D打印替代手不仅是技术调整，更是解决长期安全挑战的实用方案。因为它可以按不同手套设计的确切大小和形状进行缩放，消除了依赖具有特定手部尺寸的人工测试人员的需求。手指长度和比例可以在打印前通过数字化调整，确保测试反映的是手套所需的实际条件，而不是人体解剖学的自然差异。
早期的试验已经使用该替代手进行了，并且计划进一步测试。对于PTC团队来说，这一发展不仅提高了实验室的安全性，还展示了3D打印如何支持国防领域更广泛的测试需求。
DLA工程师使用打印模型手进行手套安全性评估。照片来源：DLA。
3D打印保护装备在国防领域的应用
3D打印正在越来越多地塑造国防组织对安全的看法，无论是确保实验室技术人员在设备测试中的安全，还是为士兵提供更好的现场防护装备。
早在2021年，3D设计软件公司General Lattice就获得了美国陆军合同，通过3D打印和先进的格构几何体来增强作战头盔的冲击吸收能力。在位于芝加哥的工厂进行为期一年的项目中，该公司开发了一套预测建模工具，设计并生成了传统泡沫材料无法达到的优越格构材料。
通过将计算设计与增材制造相结合，General Lattice设计了优化的头盔衬垫，以应对实际条件，并满足DEVCOM士兵中心（SC）的性能要求。这些格构结构经过冲击吸收和耐久性测试，旨在提高士兵在战场上的保护能力和生存能力。
十年前，美国陆军Natick士兵研究开发与工程中心（NSRDEC）就曾探索利用3D打印技术制作高级军用服装，结合保护、灵活性和舒适性。Annette LaFleur的设计团队研究了如何将硬质和软质材料融合为一件衣物，从而在减少接缝、体积和重量的同时，提供内建的弹道保护。这种方法还提供了通过间隔织物改善空气流通的可能，增强了热带气候下的舒适性。借助广泛的CAD模型和数字工具，NSRDEC将现有的制服设计进行了改进，原型服装在耐用性和任务特定性能方面展示了更大的潜力。
