盘点丨2016年世界国防科技十大前沿技术

来源:“国防科技要闻”微信公众号作者:李向阳责任编辑:刘航
2017-01-10 16:37

(七)先进制造技术

先进制造技术是衡量一个国家综合实力和科技发展水平的重要标志,也是在战场对抗和市场竞争中获胜的重要支柱。因此,世界各国高度重视发展国防先进制造技术。2016年,美、俄等军事强国,通过发布顶层规划、投资重点制造技术研发项目等举措,积极推动国防先进制造技术发展,先进设计、智能制造、增材制造、微纳制造、生物制造等领域都取得了一系列重要进展。

1、加强战略规划,指导国防先进制造技术发展。美国发布《先进制造:联邦政府优先技术投资领域速览》报告,提出先进材料制造、推动生物制造发展的工程生物学、再生医学生物制造、先进生物制品制造、药品连续生产等5个应重点考虑的新兴制造技术领域,明确了美国政府未来制造技术发展重点;1月,美海军发布2016财年海军制造技术计划(ManTech),该计划针对海军对平台、系统、装备的生产和维修需求,通过转化海军项目所需的制造技术,降低成本,实现海军各个武器平台经济可承受性目标。12月,美国防部宣布设立高级再生制造研究所(ARMI),这是“美国制造业”战略规划的第七个国防制造中心。其使命是组织当前国内分散的组织生物制造技术能力,提高美国在全球竞争中的地位。ARMI将重点关注高通量培养技术、3D生物制造技术、生物反应器、存储方法、破坏性评估、实时监测/感知和检测技术等。

2、先进制造技术将开辟新的产品设计与制造途径。一是增材制造技术持续快速发展。美国休斯实验室使用3D打印方法制造出超强陶瓷材料,不仅可拥有复杂的形状,还能耐受超过1700摄氏度的高温;美国哈佛大学研究人员利用3D打印出世界首个全柔性自主机器人;NASA推进3D打印火箭发动机测试工作,除了主燃烧室外,用于测试的燃料涡轮泵、燃料喷射器、阀门及其他主要发动机组件均由3D打印制造,通过测试获得的数据可验证并增强团队的计算机建模与仿真。NASA授出“多功能空间机器人精密制造与装配系统”(又名“建筑师”)研发合同,研发装有多个机械臂的3D打印机,并将其安装在国际空间站外部分离舱,未来利用“建筑师”的机械臂在轨拆卸废弃航天器上的可用零部件或在轨打印零部件,并组装新航天器。美国橡树岭国家实验室在聚焦电子束诱导沉积技术的基础上,将仿真与实验相结合,开发出仿真引导路径工艺,用于3D打印纳米结构的集成设计和构建,显著提高纳米级3D打印精度与可控性。

二是DARPA发展变革性设计技术。4月,美国DARPA宣布启动“变革性设计”(TRADES)基础研究项目,旨在解决现有设计技术与先进材料、先进制造工艺间不匹配的问题,以发挥先进材料、先进制造工艺的技术优势。目前,先进材料和尖端制造能力的发展使得产品性能和结构复杂度大幅提升,已超过传统计算机辅助设计和物理建模可处理的极限。TRADES项目将从材料科学、应用数学、数据分析及人工智能等技术领域,寻求具有创新设计概念的建议,开发一种革命性的新型设计工具,以充分利用先进材料及制造工艺,开拓设计领域的发展空间。

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