2Is公司的格倫·豪斯(Glenn House)和他的同事們花了四年多的時間為B-1 轟炸機建造新廁所。面臨的挑戰(zhàn)不是將廁所裝進駕駛艙(它位于左前排座椅的后面),而是要確保每個部件都能承受可拉動5 G重力,打破聲障并在劇烈變化的溫度中度過數(shù)小時的飛機上的生活。最終結(jié)果不僅僅是能正常使用。它必須工作時不會發(fā)出任何聲響,泄漏或向敵方雷達(dá)暴露自己。使其能夠在轟炸機上正常使用與制造它一樣復(fù)雜?偛课挥隈R薩諸塞州的2Is Inc.的聯(lián)合創(chuàng)始人兼總裁豪斯說:“獲得零件的批準(zhǔn)可能需要數(shù)年時間。”
直到去年,2Is一直從事軍事零件業(yè)務(wù),為各種國防裝備提供替換鉆頭。(它的發(fā)音是“兩只眼睛”,它賣掉了零件業(yè)務(wù),現(xiàn)在專注于與國防相關(guān)業(yè)務(wù)。)為軍方提供備用零件是一個特殊的市場。在美國諸如飛機和潛艇之類的物品要花費數(shù)十年的服役時間,制造或提供無數(shù)零件的公司通常在其產(chǎn)品退役之前就已經(jīng)消失了。因此,當(dāng)某些東西需要新的把手,座椅或廁所時,軍方通常會求助于專門制造這些零件的公司。
這些零件必須使用老舊的二維圖紙,或者重新創(chuàng)建與原始零件的標(biāo)準(zhǔn)完全一致的圖紙?赡苤挥泻苄〉挠唵危ㄓ袝r僅處理給定項目的兩個或三個),他們不享受規(guī)模經(jīng)濟的優(yōu)勢,因此無法在模具上花費5位數(shù)字的經(jīng)費。繁瑣的審批流程可能意味著要等待數(shù)年才能收回投資。因此,在許多情況下,他們不競標(biāo)這些軍事合同,而是希望獲得更穩(wěn)定,更可靠的工作。
對于空軍而言,這是一個問題,空軍的機隊主要源于冷戰(zhàn)。其C-5,B-52和KC-135飛機的平均壽命分別為40、56和57歲?哲婏w機的平均壽命為23歲。每個季度,軍事部門都會看到10,000個零件要求沒有得到滿足,盡管它愿意支付高昂的費用來更換曾經(jīng)耗費幾美分的零配件。甚至為 C-17 Globemaster III 的馬桶座圈支付10,000美元。
空軍負(fù)責(zé)采購技術(shù)和后勤的助理秘書威爾·羅珀說:“我們將不得不尋找更好的方法來保持舊飛機的飛行。” 以他放在辦公室的烤面包機大小的塑料片為代表。這是C-5超級銀河貨機的廁所板。過去,空軍已支付$ 8,500來替換這部分。但這只售價300美元,因為它是3D打印的。
羅珀說,3D打印可以生產(chǎn)空軍已經(jīng)絕望的許多零件,從C-5墊圈手柄到F-15縱臂。他說:“如果我需要一兩個B-52零件,那么我可以將其交給我們的一臺打印機。” 在過去的幾年中,空軍已經(jīng)以這種方式制造了數(shù)千個零件,并且它幾乎可以用于任何金屬或塑料制成的零件。復(fù)合材料和碳纖維也可以使用,即使是電路板也可以。
先進制造業(yè)奧運
但是新方法意味著新的問題。將二維圖紙轉(zhuǎn)換成3D打印機可以理解的東西仍然不容易?哲娦枰碌姆椒▉碜C明這些零件可以應(yīng)付空中的嚴(yán)酷考驗,并且要與原始零件一樣耐用和可靠。它的科學(xué)家正在探索新技術(shù),并創(chuàng)建自己的金屬混合物來滿足他們的需求。但是羅珀渴望將他們的工作直接進入實用。
這就是為什么他要組織一種新型的戰(zhàn)爭游戲:美國空軍先進制造業(yè)奧運會。比賽定于7月8日至9日在鹽湖城舉行,比賽的目的是吸引各種參與者(3D打印公司,傳統(tǒng)國防承包商,技術(shù)初創(chuàng)公司,大學(xué))競爭以解決各種問題。
零件空地演習(xí)要求團隊在不符合設(shè)計規(guī)范的情況下復(fù)制某些零件,同時滿足空軍的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。所謂的“沖刺”將涉及開發(fā)新方法并證明其工作與以前的一樣好。在“供應(yīng)鏈馬拉松”中,團隊要解決將新部件帶到阿富汗等特定地區(qū)的問題。也許最好在美國制造并發(fā)貨,或者將3D打印機部署在第一線,或者介于兩者之間。羅珀和他在新成立的Rapid Sustainment Office的團隊仍在為這些活動制定獎品,這些獎勵將是獎金或者成為空軍的承包商合作商。
除了解決這些個別問題外,羅珀(Roper)還希望重新考慮空軍如何維持其武器庫。維護和物流費用占平臺總成本的70%。
2Is于2002年成立時,豪斯認(rèn)為3D打印(增材制造)具有巨大潛力。但是直到幾年前,該技術(shù)還不能制造出足夠精確和耐用的零件以用于軍事用途。他說:“我們退回到了標(biāo)準(zhǔn)的制造工藝。” 盡管他認(rèn)為這些技術(shù)很難用于對于諸如支撐桿,發(fā)動機葉片和起落架等對安全至關(guān)重要的零件,但他對看到空軍采取積極的態(tài)度來推動這項新技術(shù)感到鼓舞。而且,如果他仍然從事零件業(yè)務(wù),那他將去鹽湖城旅行并獲得金牌。