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3D打印武器袭来,管控有盲区

文章附图

3D打印技术逐步渗透到生活的各角落。近日有报道称,俄打算利用3D打印技术制造无人机,它可搭载小型制导导弹、高精度炸弹等进攻性武器,还可执行侦察任务。

  事实上,为了在战场上占据上风,军方都已将目光投向3D打印武器技术,3D打印武器也开始出现“管控盲区”,引发的风险正被重新审视。


3D打印军备,一触即发


 有了3D打印技术,只要知道武器构件的结构和材质,无论多复杂,都可以造出来。


3D抢支已成现实


   2013年,“分布式防御”组织负责人、25岁大学生威尔逊团队设计出3D打印弹夹。接着,他们又设计出拥有高载弹量的自动步枪(AR)弹匣,这次突破性设计让其可承受射击30次。2013年5月,“分布式防御”用一台冰箱大小的打印机,打印出第一支“Liberator”gun,该gun试射成功。


    威尔逊的成功得到了来自全球支持者的认同,其网站上3D打印抢支的文件被大量下载。当月末,威斯康星州的一名抢支爱好者用1725美元的桌面打印机和不到25美元的塑料,制作出改良版“Liberator”。两个月后,加拿大人马修在自己的工坊制成首个完整3D打印步枪“Grizzly”,该步枪发射3颗子弹。

此后,3D打印多轮gun、半自动武器组件等都诞生。


3D打印造导弹


“分布式防御”推出首款3D打印抢支后,美军似乎要“玩”得更大,开始着手研究利用3D技术打印导弹弹头、舰艇零件等武器装备。


目前,3D技术打印弹头的研究初见雏形。3D打印可以实现对弹头个别零件分拆进行生产,提升整个弹头结构的精准度。工程师也可以根据导弹用途,对弹头的爆炸半径进行自主设定。因此,3D打印弹头不仅具有更强大杀伤力,也更易控制,这样既能精准摧毁敌方目标,又可减少不必要的平民伤亡。


如今,美军应用3D打印技术辅助,制造导弹用弹出式点火器模型,取得良好效果。美海军还在寻求通过机器人体内植入3d打印机,使机器人半自动化实现“相互沟通、协作以及制造”等能力。按美军设想,未来战场上的坦克、战斗机、高射炮等武器都将会变成“3D打印制造”。


美早已部署战场


2012年,美国陆军向阿富汗部署移动实验室,配备3D打印机用于原型设计和制造。2013年,美陆军快速装备部队将第2个移动远征实验室部署到阿战区。实验室可使用3D打印机和数控机床设备将铝、塑料和钢材生产加工成所需零件。美陆军计划以此增强单兵作战、战区巡逻以及小型前线作战基地的持续作战能力。


此外,美陆军还开发了一种轻便3D打印机,可以放到背包中,用于战场中快速、便宜地制造替换零件。


三大优势


3D打印不需要模具,可实现从设计到零件的直接转化,将对武器装备发展产生积极影响。


1降研制风险 缩研制时间

武器装备日趋复杂, 研制时只有通过原型机重复试验才能及时发现问题并修正。但原型机产量极小,采用传统制造方式时间长、成本高,武器研制周期长、费用高。


3D打印技术不需要传统的铸锭、制胚、模具、模锻等制造过程,整个生产过程数字化,可随时修正,随时制造,短时间内进行大量验证性试验,显著降低研制风险、缩短研制时间、降低研制费用。


2复杂制造力好,材料利用率高,降低生产成本

3D打印技术不需要预先制作模型,是真正的自由制造,对内部结构复杂的零件特别有效。


此外,3D打印技术还可用于局部成分控制,生产局部材料属性(如折射率、导电性、磁性、硬度等)可控的功能梯度材料,使材料呈现出一些特殊的


传统制造是“减材制造”,通过在原材料坯件上进行切削、挤压等操作,把多余原料去除;加工中废料难回收利用,原材料浪费严重。昂贵材料的大量浪费,直接推高武器装备的成本。


3D打印只在需要的地方添加原材料,材料利用率极高,能够充分利用昂贵的原材料,显著降低武器装备的成本。


3快速制造零部件 提升维修实时性

当前, 装备维修保障主要采取冗余备份的方式,即预先准备大量零部件,在装备受损时进行替换。在未来信息化战场上,维修受损武器将变得十分轻松——技术保障人员可随时启动携带的3D打印机,直接把所需部件“打印”出来,装配起来,让武器重新投入战场。有了这种“克隆”武器的“移动兵工厂”,战时可快速补充作战消耗。


抢支管控困难,抵制非法用途


2013年5月,美国国土安全局通告称:3D打印抢支“对公共安全造成巨大隐患”,可能超越当前监管机构的管理能力。对此,各国都尝试出招,抵制3D打印抢支等违禁品。


美国:总统安保暗藏隐患


通告称,数字3D打印设计图在网上广泛传播,文件共享的监管存在很大难度,安全风险日趋变大。目前,美国政府机构面临的潜在问题,主要是大型活动或总统活动的安保工作,因为磁力计无法检测出3D打印抢支武器,唯一可行的安检手段就是搜身。在大型活动中,这几乎不可能做到。


为此,加州参院经过激烈辩论,最终于2014年通过禁止私自3D打印抢支法案——SenateBill808。法案规定:加州法律体系内,未经加州司法部首肯,个人制造抢支是犯罪行为。


澳大利亚:法律控3D打印抢支


2014年9月,澳大利亚昆士兰帕尔默联合党对3D打印抢支发布了一项法律规定,要求对持有、分销、制造3D打印抢支颁发特殊牌照。根据该法,即使网上公布抢支细节或草图也不合法。


日本:防3D打印抢支违禁品


2014年,日本11家大厂商重设协会,呼吁谨慎与恰当利用3D打印机。另外,印刷巨头“大日本印刷”提出,可利用高科技“以毒攻毒”,开发“阻止技术”避免不正当使用3D打印机行为。比如,事先把gun等违禁品的数据登录至3D打印机数据库,如发现将打印物品与违禁品数据一致,则自动停止打印