Angesichts der herausragenden Stellung der Vereinigten Staaten auf der Weltbühne, die nicht zuletzt auf unsere militärischen Fähigkeiten zurückzuführen ist, kann man leicht davon ausgehen, dass die Aufrechterhaltung der Überlegenheit auf dem Schlachtfeld eine Herkulesaufgabe ist.
Angesichts der globalen Machtverschiebungen und des zunehmenden Drucks stehen US-Verteidigungsorganisationen noch stärker unter Druck, ihren Wettbewerbsvorteil durch die Erforschung der neuesten technologischen Fortschritte aufrechtzuerhalten.
Der Metall-3D-Druck ist ein aufstrebendes Feld mit dem Potenzial, die Verteidigungsindustrie zu revolutionieren. Es kann eine Zukunft mit hochkomplexen, innovativen Technologien ermöglichen und gleichzeitig die bestehende, veraltete Infrastruktur erhalten und stärken.
In diesem Artikel betrachten wir fünf Möglichkeiten, wie die fortschrittliche additive Metallfertigung einen transformativen Effekt auf die Verteidigungsindustrie haben kann.
Whitepaper: Aufrechterhaltung der Überlegenheit auf dem Schlachtfeld mit 3D-Metalldruck
Ob es sich um die schnelle Entwicklung von Endverbraucherteilen für zukünftige unternehmenskritische Anwendungen wie Hyperschall oder die Herstellung lebenswichtiger Ersatzteile handelt, Velo3D bietet DoD-Organisationen eine vollständig integrierte, skalierbare und einsetzbare Fertigungslösung für leistungsstarke, unternehmenskritische Komponenten.
1. Behalten Sie die veraltete und veraltete Infrastruktur bei
Fortschrittliche additive Metallfertigung ist ein Wettbewerbsvorteil, wenn es um Rapid Prototyping und die Entwicklung völlig neuer Technologien geht, aber die Wahrheit ist, dass es sich bei einem großen Prozentsatz unserer militärischen Infrastruktur um Altgeräte handelt, die auf absehbare Zeit im Einsatz sein werden. Einige dieser veralteten Infrastrukturen sind möglicherweise sogar auf Wartung und Teileunterstützung von Herstellern angewiesen, die nicht mehr im Einsatz sind.
Der Übergang zur fortschrittlichen additiven Metallfertigung gibt der Verteidigungsindustrie die Möglichkeit, Altanlagen auf neue Weise zu warten und zu warten.
Durch den Metall-3D-Druck können Kernteile aus vorhandenen Designs nachgebildet und viel schneller hergestellt werden als durch die Beschaffung von Herstellern, die sich auf veraltete Infrastruktur spezialisiert haben.
Diese neu entdeckte Agilität haucht alternden Anlagen neues Leben ein und trägt so dazu bei, die Überlegenheit auf dem Schlachtfeld aufrechtzuerhalten.
2. Erstellen Sie agile Lieferketten
Apropos Agilität: Die Pandemie hat deutlich gezeigt, wie anfällig und schwach die Lieferketten in der Fertigung tatsächlich sind. Bei geschäftskritischen Teilen stellt die Überwindung von Engpässen in der Lieferkette eine große Hürde dar, die zu monatelangen Verzögerungen führt.
Aufstrebende Führungskräfte auf dem Gebiet des Hyperschallflugs greifen auf fortschrittliche Metall-AM zurück, um geschäftskritische Komponenten zu entwerfen, zu produzieren und schnell zu iterieren.
Hermeus, ein in Atlanta ansässiges Unternehmen, das wiederverwendbare Hyperschallflugzeuge für Verteidigungs- und kommerzielle Anwendungen entwickelt, hat in das investiert Sapphire Technologie, um die Vorlaufzeiten bei der Produktion von Kernkomponenten für ihren Chimera-Motor drastisch zu verkürzen.
Laut Glenn Case, CTO von Hermeus„Ohne Zusatzstoffe könnten wir das, was wir heute versuchen, nicht schaffen.“ Im Moment, da die Lieferkette so ist, muss man mit einem halben oder einem ganzen Jahr rechnen, um diese Art von Komponenten zu bekommen. Geschwindigkeit ist für uns unglaublich wichtig, und da kommt sie zum Tragen.“
Durch die Verlagerung der Teileproduktion auf fortschrittliche Metall-AM-Systeme kann die Verteidigungsindustrie die Vorlaufzeiten für diese wichtigen Teile drastisch verkürzen.
Anstatt sich auf einzelne Produktionsquellen zu verlassen, kann die Verteidigungsindustrie auf ein umfangreiches Netzwerk von Vertragsherstellern zurückgreifen, um eine verteilte Lieferkette zu schaffen, die die nötige Agilität aufweist, um mit jedem aufkommenden globalen Konflikt Schritt zu halten.
3. Advanced Metal AM erhöht den Wettbewerbsvorteil
Obwohl sich die militärischen Anwendungen für fortschrittliche Metall-AM noch im Anfangsstadium befinden, revolutioniert der Metall-3D-Druck seit Jahren die Innovationsfähigkeit in anderen Branchen – Raumfahrt, Luft- und Raumfahrt, Öl und Gas und darüber hinaus.
Das Versprechen fortschrittlicher Metall-AM ist die Fähigkeit, komplexere Teile herzustellen und Ingenieuren echte Designfreiheit zu geben, die nicht durch Fragen der Herstellbarkeit eingeschränkt wird.
Zum Beispiel, Aerojet Rocketdyne und nTopology arbeiteten zusammen, um die vollständig integrierte Metall-AM-Lösung von Velo3D zur Entwicklung leichterer, kleinerer Raketensteuerungssysteme zu nutzen. Herkömmliche Fertigungsmethoden wie Gießen, Löten und Schweißen konnten die erforderliche interne Kanalkomplexität nicht erreichen, während herkömmliche Metall-AM-Systeme mit den empfindlichen Gittermerkmalen des Teils zu kämpfen hatten, die zur Erhöhung der Steifigkeit verwendet werden.
Die Metall-AM-Technologie von Velo3D druckte das Teil mit minimalen Stützstrukturen und ohne das Teil relativ zur Bauplatte zu neigen.
Dadurch konnte das Teil in der optimalen Ausrichtung gedruckt werden und ein erheblicher Nachbearbeitungsaufwand entfiel. Velo3D druckte das Teil außerdem aus Titan 6Al-4V, einem harten und spröden Material mit minimaler thermischer Belastung.
Das resultierende RCS-Triebwerk hat ein Fünftel der Masse und die Hälfte der Größe des Originals, behält jedoch alle Funktionalitäten bei. Es kostet außerdem nur ein Drittel, ist einfacher zu montieren und weist ein geringeres Ausfallrisiko auf.
Durch den Einsatz fortschrittlicher additiver Metallfertigung kann die Verteidigungsindustrie komplexe Teile herstellen, insbesondere im äußerst wichtigen Bereich der Hyperschalltechnik, die weit über die Grenzen traditioneller Fertigungsprozesse sowie veralteter Metall-AM-Systeme hinausgehen. Diese Teileverbesserungen bedeuten eine bessere Effizienz und einen verbesserten Kraftstoffverbrauch, eine längere Lebensdauer durch haltbarere Materialoptionen, bessere Emissionsstandards und vieles mehr.
4. Erstellen Sie eine skalierbare, wiederholbare Lösung für die kinonahe Fertigung
Probleme mit den herkömmlichen additiven Metallfertigungssystemen liegen im Bereich der Wiederholbarkeit. Eine Maschine dazu zu bringen, ein Teil genauso nachzubilden wie die Maschine daneben, war eine Hürde, die Metall AM davon abhielt, eine zuverlässige, skalierbare Fertigungslösung zu sein.
In neuen, fortschrittlichen Metall-3D-Drucksystemen – wie dem von Velo3D entwickelten – hat die Integration von Designsoftware, Druckhardware, Qualitätssicherung und Kalibrierung auf Flottenebene die Voraussetzungen für Skalierbarkeit geschaffen.
Beispielsweise kann ein Build-Paket in einem der US-Stützpunktarsenale erstellt werden, ein Team validiert dieses Build-Paket in den USA und sendet es dann an eine Velo3D-Maschine in der Nähe des Theaters, wo es dann nach genau denselben Standards reproduziert werden kann. Mit den wiederholbaren Druckdateifunktionen von Velo3D können wir sicherstellen, dass das Build-Paket mit dem Build in den USA identisch ist.
Für militärische Anwendungen bedeutet dies, dass Fertigungszentren in der Nähe des Kriegsschauplatzes eingerichtet werden können, um die Frontlinien nahezu bedarfsgerecht mit wichtigen Teilen zu versorgen. Und im Gegensatz zu herkömmlichen Formen der Fertigung, die für die Herstellung geschäftskritischer Teile eine Expertenschulung erfordern, sind für den Betrieb eines fortschrittlichen Metall-AM-Systems keine Fachkenntnisse erforderlich.
5. Reduzieren Sie die Abhängigkeit von ausländischer Fertigung
Das Versprechen verteilter Lieferketten bedeutet auch mehr Kontrolle über die Fertigung für die Verteidigungsindustrie. Anstatt sich auf die Fertigung in anderen Teilen der Welt zu verlassen, kann die Verteidigungsindustrie die Produktion stattdessen auf mehr inländische Produktionspartner verlagern.
Durch die Nutzung amerikanischer Vertragshersteller kann die Verteidigungsindustrie mit vertrauenswürdigen Partnern zusammenarbeiten und gleichzeitig zur Stärkung der US-Wirtschaft beitragen. Sprechen Sie über eine Win-Win-Situation.
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