美國陸軍應用Markforged連續碳纖維

快速備戰

“快速備戰”是美國陸軍經常使用的一個術語,是指部隊、編隊和裝備在高度壓力的軍事行動下能穩定快速反應。美國陸軍不斷努力運用比世界上其他軍事單位更快、更好的創新來提高戰備狀態。

 

美國陸軍有一個主要訓練基地,專門提供模擬實戰及聯合武器軍演培養士兵軍官,以期結業後不論到世界各地都能隨時隨地成為即戰力。這個單位導入使用3D列印積層製造技術,打造出能夠及時快速反應,減少因各種設備故障造成的時間延誤的可能性。

 

面臨問題

對任務完成至關重要的軍用級車輛和設備長年受著巨大的磨耗,但基地的位置偏遠,更換零件的準備時間長達3個月,這個漫長、低效且昂貴的維修過程一直以來對該訓練基地是一個很大的困擾。若訓練過程中只要有一個零件造成故障士兵們在基地的期間可以使用的資源就會減少,當訓練份量不足最嚴重可能導致未來整個軍事行動失敗,士兵傷亡。

 

美國陸軍使用Mark Two製作關鍵零件

解決方案

2019年底,在研究了各種類型的3D列印設備後,該訓練基地引進了2台  Mark Two 3D列印設備。 Markforged Mark Two連續纖維列印機完美契合該基地所需要的易用、耐用高強度、多人協作等功能。Mark Two連續纖維列印技術(CFR)包括連續碳纖維、玻璃纖維和克維拉等複合材料已經成功用於個人防護設備(PPE)開發、軍用車輛的車窗刮水器支架開發、訂製工具和小批量生產零件等。

 

最近一個特殊的使用案例為小批量3D列印製作關鍵但已經停產的零部件:艙口塞。這個零件安裝在車輛頂部,用於幫助駕駛在夜間可以有更清晰的視野,使駕駛能有效判斷並正確通知士兵進行交戰。但是,這個零件已經停產,若要再生產一個大約需要10,000美元,更不用說長達3個月的交期。

 

該基地嘗試利用Markforged的Onyx短纖維材料進行製作,光是這一項嘗試為基地節省了好幾萬美元的經費。接著他們試著改造艙口塞,使它可以用更少的部件,更容易、更簡單使用,從原本十個部件組成,一口氣減少到四個。

 

另外,Markforged強大的Eiger雲端切片軟體,其易用性,不需要額外調整參數,研發人員僅需專注在設計開發上,強大的協作功能讓每個使用者都能製作出幾乎一樣的零件。

 

未來目標

自從這個訓練基地開始使用Markforged列印設備之後,超高的成效讓美國陸軍非常的滿意。接下來他們計畫導入更多的3D列印積材製造設備,同時規劃培訓士兵使用Mark Two並規劃認證系統,讓士兵也熟悉操作流程,使3D列印技術可以深入整個體系。目前在美國類似的訓練基地共有10個,美國陸軍打算深入利用3D列印設備,包括生產更多的工具和夾治具替代傳統交貨時間較長的零件,確保受訓的士兵能夠有效充分利用該中心資源。

 

美國陸軍使用Mark two製作關鍵零件

 

該訓練基地對Markforged技術的運用已經成為一個經典的案例,其他單位定期會前來參觀交流,以了解導入的可行性。另外,透過Eiger的多人協作功能,全美各個基地的研發人員都能深入活用共享在雲端的零件,並將其列印出來使用。Markforged的雲端Eiger切片軟體搭配Onyx與長纖複合材料,美國陸軍透過3D列印技術使每個據點的設備維修效率大幅提升,節省時間和大量費用。