另闢蹊徑的國防策略，3D 列印無人機

根據人民網軍事頻道，美國伊利諾伊大學香檳分校航空機器人與控制實驗室發布了一款號稱是「世界最先進的撲翼/蝙蝠無人機」，該無人機的部分零件通過3D列印而成，總重92克，飛行起來酷似一隻蝙蝠，能夠完成數據的搜集和傳輸，使得端外人員依託其進行數據採集和分析。

根據3D科學谷，特別是用於異形、結構一體化、薄壁、薄型翅片、微通道、十分複雜的形狀、點陣結構等加工，3D列印具有傳統製造技術不具備的優勢。

除此之外，美國陸軍研究實驗室發布了一款3D列印撲翼無人機Robo-Raven。其採用了市場上就可以購買到的發射機和接收機，續航時間10到15分鐘。這款無人機可以搭配單兵作戰使用，有效對目標區域實施偵察。美國將仿生技術運用到小型無人機上，提升了其無人機在偵察時的隱蔽性，將會在一定程度上提高美軍的作戰效率。

人民網顯示，人工智慧正逐漸成為戰爭形態質變的第一推動力，以無人作戰飛機為代表的智能化武器裝備得到了空前的重視和發展，無人機智能協同空戰作為一種可以預見的全新的作戰力量，將作為體系作戰能力生成的有效途徑，不僅會給未來空戰樣式帶來巨大變革，也將對航空兵作戰樣式產生衝擊與顛覆。

/ 系統化量產思維

根據3D科學谷的市場觀察，無人機系統 (UAS) 製造商以越來越多的方式部署增材製造 (AM)，這其中通用原子航空系統公司GA-ASI 正在使用的每一種 AM 增材製造技術，這包括從整個公司的更基本的原型製作到大規模的製造整個無人機前端。總而言之，該通用原子航空系統公司GA-ASI使用的3D列印技術從熔融沉積建模（小面積到大面積增材製造）、選區雷射燒結、雷射粉末床熔融 (LPBF)、定向能量沉積和粘結劑噴射等。到目前為止，GA-ASI 目前有超過 240 個部件在其最新的 UAS無人機上飛行，GA-ASI的目標是在其小型 UAS 無人機上有 30% 到 80% 的部件是 3D 列印的。

GA-ASI

GA-ASI 和 Divergent 之間建立了合作夥伴關係，Divergent 旗下的Czinger自適應生產系統 (DAPS) 具有量產化增材製造無人機的潛力。在一個典型的案例中，通過設計整合，零件數量從 180 個組件減少到僅四個。要組裝所有四個零件，每個零件都可以在SLM Solutions的NXGXII 設備上進行3D列印，需要不到 15 分鐘的時間。換句話說，完成製造這個無人機機身可能只需要一天的時間。開發時間僅為三到六個月，同時開發成本降低了 50%，經常性成本節省估計為 55% 到 75%。

不僅僅可以用於汽車零件的離散化製造，還可以用於無人機的自動化製造管理，這展示了自適應生產系統 (DAPS) 的優勢，製造商必須構建系統級解決方案才能獲得所有這些優勢。不能只專注於一小塊拼圖，解決整個問題需要從系統層面思考，建立系統化解決方案。

/ 提升性能

根據3D科學谷的市場觀察，3D列印正在成就無人機新的製造和商業模式，一個典型的案例是A33N無人機發動機，這款無人機帶有風冷式氣缸的發動機，其氣缸中集成了3D列印點陣結構，由Cobra通過nTopology的軟體設計，通過雷尼紹四雷射器設備RenAM 500Q製造。此前，Cobra 帶有翅片式式熱交換結構的氣缸產品已經商業化。與翅片式設計相比，帶3D列印點陣結構的氣缸是面向增材製造的新一代設計，與上一代產品相比，在以下兩個方面得到了優化：在熱交換性能，發動機緊湊性、輕量化方面得到了提升，這些提升將有助於延長無人機飛行時間；3D列印點陣結構所需的後處理工作量減少。Cobra測試結果顯示，這款發動機散熱性能優於Cobra當前的主力翅片式設計。

nTopology

3D列印點陣結構可以減輕氣缸重量。任何額外的重量都會給無人機有效載荷、飛行距離和性能帶來不利影響，冷卻管道上的壓力下降量與機身上的阻力大小直接相關，在這種情況下，無人機可以更長，更有效地飛行。

nTopology

此外，點陣結構是一種自支撐的結構，在3D列印的過程中不需要添加支撐結構。而上一代翅片式設計在列印時需要添加很多支撐結構，在列印完成後需要大量後處理工作，手動移除這些支撐結構。

知之既深，行之則遠。基於全球範圍內精湛的製造業專家智囊網絡，3D科學谷為業界提供全球視角的增材與智能製造深度觀察。有關增材製造領域的更多分析，請關注3D科學谷發布的白皮書系列。