Data la preminenza degli Stati Uniti sulla scena mondiale, dovuta in gran parte alla nostra abilità militare, può essere facile dare per scontato che mantenere la superiorità sul campo di battaglia sia un compito titanico.
Mentre il potere globale cambia e la pressione aumenta, le organizzazioni della difesa degli Stati Uniti sono sottoposte a pressioni ancora più forti per sostenere il loro vantaggio competitivo esplorando gli ultimi progressi tecnologici.
La stampa 3D in metallo è un campo emergente con il potenziale per rivoluzionare l'industria della difesa. Può consentire un futuro di tecnologie altamente complesse e innovative, pur mantenendo e rafforzando le infrastrutture esistenti e obsolete.
In questo articolo esamineremo cinque modi in cui la produzione avanzata di additivi metallici può avere un effetto trasformativo sull'industria della difesa.
Libro bianco: mantenere la superiorità sul campo di battaglia con la stampa 3D in metallo
Che si tratti di un rapido sviluppo di parti di uso finale per future applicazioni mission-critical come l'ipersonica o di produzione di ricambi vitali, Velo3D offre alle organizzazioni del Dipartimento della Difesa una soluzione di produzione completamente integrata, scalabile e distribuibile per componenti mission-critical ad alte prestazioni.
1. Mantenere l'infrastruttura legacy e obsoleta
La produzione avanzata di additivi metallici è un vantaggio competitivo quando si tratta di prototipazione rapida e sviluppo di nuove tecnologie nette, ma la verità è che un'ampia percentuale della nostra infrastruttura militare è costituita da apparecchiature legacy che saranno sul campo per il prossimo futuro. Alcune di queste infrastrutture legacy possono persino fare affidamento sulla manutenzione e sul supporto delle parti di produttori che non sono più in servizio.
Il passaggio alla produzione additiva in metallo avanzato offre all'industria della difesa la possibilità di servire e mantenere le risorse legacy in modi nuovi.
Attraverso la stampa 3D in metallo, le parti principali possono essere ricreate da progetti esistenti e prodotte molto più rapidamente rispetto all'approvvigionamento di produttori specializzati in infrastrutture legacy.
Questa ritrovata agilità dà nuova vita alle vecchie risorse che aiutano a mantenere la superiorità sul campo di battaglia.
2. Creare catene di approvvigionamento agili
Parlando di agilità, la pandemia ha davvero messo in luce quanto siano realmente vulnerabili e deboli le supply chain manifatturiere. Per le parti mission-critical, è un grosso ostacolo navigare nei punti di strozzatura della catena di approvvigionamento che si traducono in ritardi di mesi.
I leader emergenti nel campo del volo ipersonico si stanno rivolgendo all'AM in metallo avanzato per progettare, produrre e iterare rapidamente componenti mission-critical.
Hermeus, una società con sede ad Atlanta che sviluppa velivoli ipersonici riutilizzabili per applicazioni di difesa e commerciali, ha investito nella Sapphire tecnologia per ridurre drasticamente i tempi di consegna sulla produzione di componenti principali per il loro motore Chimera.
Secondo Caso Glenn del CTO di Hermeus, “Non potremmo fare quello che stiamo cercando di fare oggi senza additivo. In questo momento, con la catena di approvvigionamento in cui si trova, stai guardando un anno e mezzo o un anno intero in termini di possibilità di ottenere quei tipi di componenti. La velocità è incredibilmente importante per noi, ed è qui che brilla”.
Spostando la produzione di parti su sistemi AM avanzati in metallo, l'industria della difesa può ridurre drasticamente i tempi di consegna per queste parti importanti.
Invece di affidarsi a singole fonti di produzione, l'industria della difesa può attingere a una ricca rete di produttori a contratto per creare una catena di approvvigionamento distribuita che mostri l'agilità necessaria per tenere il passo con qualsiasi conflitto globale emergente.
3. Advanced Metal AM aumenta il vantaggio competitivo
Sebbene le applicazioni militari per l'AM avanzata in metallo siano ancora nelle fasi iniziali, la stampa 3D in metallo sta rivoluzionando da anni la capacità innovativa in altri settori: spazio, aerospaziale, petrolio e gas e oltre.
La promessa di Advanced Metal AM è la capacità di creare parti più complesse e offrire agli ingegneri una vera libertà di progettazione non limitata da problemi di producibilità.
Per esempio, Aerojet Rocketdyne e nTopology hanno collaborato per utilizzare la soluzione AM in metallo completamente integrata di Velo3D per creare sistemi di controllo dei razzi più leggeri e più piccoli. I metodi di produzione tradizionali come la fusione, la brasatura e la saldatura non sono stati in grado di raggiungere la complessità del canale interno richiesta, mentre i tradizionali sistemi AM in metallo hanno lottato con le delicate caratteristiche del reticolo della parte, che vengono utilizzate per aumentare la rigidità.
La tecnologia AM in metallo di Velo3D ha stampato la parte con strutture di supporto minime e senza inclinare la parte rispetto alla piastra di costruzione.
Ciò ha consentito di stampare la parte con l'orientamento ottimale ed ha eliminato quantità significative di post-elaborazione. Velo3D ha anche stampato la parte in Titanium 6Al-4V, un materiale duro e fragile, con uno stress termico minimo.
Il propulsore RCS risultante è un quinto della massa e metà delle dimensioni dell'originale, pur mantenendo tutte le funzionalità. È anche un terzo del costo e più facile da montare, con un minor rischio di guasto.
Sfruttando la produzione additiva in metallo avanzata, l'industria della difesa può eseguire parti complesse, in particolare nell'importantissimo campo dell'ipersonica, che vanno ben oltre i limiti dei processi di produzione tradizionali e dei sistemi AM in metallo legacy. Questi miglioramenti delle parti significano una migliore efficienza e un migliore consumo di carburante, una maggiore durata grazie a opzioni di materiali più durevoli, migliori standard di emissione e molto altro.
4. Crea una soluzione di produzione near-theatre scalabile e ripetibile
Dove i sistemi di produzione additiva in metallo legacy hanno faticato è nel regno della ripetibilità. Ottenere una macchina per ricreare una parte esattamente uguale alla macchina accanto è stato un ostacolo che ha impedito che l'AM in metallo fosse una soluzione di produzione affidabile e scalabile.
Nei nuovi e avanzati sistemi di stampa 3D in metallo, come quello introdotto da Velo3D, l'integrazione di software di progettazione, hardware di stampa, garanzia di qualità e calibrazione a livello di flotta ha creato le condizioni per la scalabilità.
Ad esempio, un pacchetto di build può essere creato in uno degli arsenali della base statunitense, un team convalida quel pacchetto di build negli Stati Uniti e quindi lo invia a una macchina Velo3D vicino al teatro dove può quindi essere riprodotto esattamente con gli stessi standard. Con le funzionalità di file di stampa ripetibili di Velo3D, possiamo garantire che il pacchetto di costruzione sia identico alla costruzione negli Stati Uniti.
Ciò che questo significa per le applicazioni militari è che i centri di produzione possono essere allestiti vicino al teatro per fornire al fronte parti cruciali quasi su richiesta. Inoltre, a differenza delle forme tradizionali di produzione che richiedono una formazione esperta per produrre parti mission-critical, un sistema AM in metallo avanzato non richiede conoscenze specialistiche per funzionare.
5. Ridurre la dipendenza dalla produzione estera
La promessa di catene di approvvigionamento distribuite significa anche un maggiore controllo sulla produzione per l'industria della difesa. Piuttosto che fare affidamento sulla fabbricazione in altre parti del mondo, l'industria della difesa può invece spostare la produzione verso partner manifatturieri di proprietà o gestione più interna.
Sfruttando i produttori a contratto americani, l'industria della difesa può lavorare con partner fidati contribuendo anche a sostenere l'attività economica degli Stati Uniti. Parla di una vittoria.
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