國軍用 3D 列印製造飛彈!讓渦輪引擎成功微型化,性能提升又降低製造成本

搭載飛彈的國軍戰機。圖片來源:國防部發言人粉專

【為什麼我們要挑選這篇文章】飛彈也可以 3D 列印!中科院將 3D 列印導入武器生產鏈,節省製造時間,提升良率,也降低不良品的報銷成本。除此之外,中科院正推廣 3D 列印設備到軍方廠房與軍艦上,若執行任務時零件出狀況,官兵可以先用 3D 列印應急,維持作戰效能與行動能力。3D 列印正在改寫國防的武器製造與後勤模式。(責任編輯:郭家宏)

空軍 IDF 戰機掛載萬劍彈(視距外集束巡弋飛彈)已通過各項作戰測試,在系統整合與技術成熟,據指出,萬劍彈的提升型射程可達 400 公里,因渦輪扇引擎微型化,酬載彈種破壞力更大,目前在 3D 列印設備等技術加入,節省人力與工時,製造出更精密的零組件,讓整個研發時程縮短與節省經費。

用 3D 列印生產飛彈零件,提升精準度並降低時間成本

日前中科院對外展示研發成果,院長杲中興更說明了研發「鯤鵬引擎(用來做雄二 E 巡弋飛彈),現更名為 SW 小型渦輪扇引擎」的有趣經驗,該型引擎技術也用於萬劍彈,近年來更得力於 3D 列印設備的運用,與金屬粉末的開發,只要將藍圖畫出,輸入 3D 列印設備,就可以精準無誤差的製作出渦輪引擎所需要的零組件。

SW 小型渦輪扇引擎,該型引擎技術也用於萬劍彈,目前部分的零組件透過由 3D 列印設備就可精準無誤差製作出。圖片來源:上報

例如渦輪噴嘴過去是開模製作出各零件,再由技術員將每根管子彎成同角度再焊上去,製造過程只要有個閃失,整個渦輪噴嘴就要重作或報銷;現在運用金屬積層製造及應用技術開發,搭配 500 W 光纖雷射源,開發出國防及航太產業規格的武器零件 3D 列印機,再加上開發出的金屬粉末,讓製造渦輪噴嘴等渦輪引擎所需要的零組件,更省時與精準化。

渦輪噴嘴運用金屬積層製造及應用技術,讓渦輪噴嘴製造更省時與精準化。圖片來源:上報

中科院表示,中科院在國防部、經濟部與科技部指導下,投入現有已完成 10 公分乘以 10 公分的 3D 列印設備,明年(2020)將推出大型 120 公分乘以 40 公分的列印裝備,能列印更大的軍備零件,製造出的工件可符合國防及航太產業的規格。

3D 列印設備可安裝在軍艦上,零件故障就直接印新的

大型無人機配掛飛彈所使用的 CS200 渦輪引擎,大部分的零組件都是由 3D 列印設備製作出的,不但微型化、緊緻程度佳,射程 100 公里內彈種都適用;未來中科院力推在軍方廠庫,甚至在大型補給軍艦如磐石艦上配備,未來軍艦可以帶著這套設備,船若有零組件故障開不動,可以先做出零附件替代,把船先開回港再修。出海進行任務時,可隨時針對所需零件列印,來維持航行到返港再維修。

CS200 渦輪引擎,大部分的零組件都是由 3D 列印設備製作,射程 100 公里內彈種都適用。圖片來源:上報

但 3D 列印機還是受限於粉末材料,目前材料是鎳金超合金粉末,射程 100 公里內短時間的彈種都適用,但是需要長時間運作且耐高溫的渦輪扇引擎,例如雄二 E 巡弋飛彈與萬劍彈的渦輪扇引擎核心零組件,還是要用由傳統技術來製作。但中科院強調 SW 小型渦輪扇引擎是我國自行獨立研發,已建立完整引擎設計、製造與測試能量,我國是世界擁有相關技術少數國家之一。

(本文經合作夥伴 上報 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為 〈利用 3D 列印提升萬劍彈性能 渦輪扇引擎大幅微型化 〉。首圖來源: 國防部發言人粉專

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