Δέκα κορυφαίες χρήσεις προσθετικής κατασκευής στην άμυνα

Η άνοδος της προσθετικής κατασκευής (additive manufacturing), ή αλλιώς της τρισδιάστατης εκτύπωσης, είχε αντίκτυπο σε κάθε κλάδο και ο αμυντικός χώρος δεν αποτελεί εξαίρεση.

Η τεχνολογία της προσθετικής κατασκευής έχει φέρει μια πραγματική επανάσταση στη βιομηχανία, την ιατρική και φυσικά στον τομέα της άμυνας. Οι ένοπλες δυνάμεις σε ολόκληρο τον κόσμο, από τις Ηνωμένες Πολιτείες και τη Μεγάλη Βρετανία έως την Αυστραλία και την Ουκρανία, επενδύουν σε λύσεις που επιτρέπουν την ταχεία παραγωγή ανταλλακτικών, την ελαχιστοποίηση της εξάρτησης από την εφοδιαστική αλυσίδα, και την άμεση υποστήριξη στο πεδίο μάχης

Το άρθρο  "Top Ten Uses of Additive Manufacturing in Defense" σκιαγραφεί τους δέκα πιο καθοριστικούς τομείς εφαρμογής της τεχνολογίας στον χώρο της άμυνας

Δέκα κορυφαίες χρήσεις της προσθετικής κατασκευής στην άμυνα.

1. Βελτίωση της Διαδικασίας Παραγωγής

Όταν εξετάζουμε τον αντίκτυπο της προσθετικής κατασκευής στην αμυντική βιομηχανία από ένα ευρύτερο πρίσμα, είναι σαφές ότι τεχνολογίες όπως η τρισδιάστατη εκτύπωση έχουν επαναπροσδιορίσει τον τρόπο με τον οποίο οι αμυντικοί οργανισμοί και οι εταιρείες μπορούν να κατασκευάζουν όπλα, ανταλλακτικά και πολλά άλλα.

Μερικά από τα οφέλη της στροφής προς την προσθετική παραγωγή σε αντίθεση με τις παραδοσιακές διαδικασίες περιλαμβάνουν:

• Μείωση κόστους
• Βελτιώσεις σχεδιασμού
• Μειωμένος χρόνος για την προσέγγιση του τελικού χρήστη
• Αύξηση της τεχνικής και εμπορικής ανταγωνιστικότητας

2. Αντικαταστάσεις Ανταλλακτικών

Δεν είναι μυστικό ότι ο χρόνος για την κατασκευή ενός εξαρτήματος με παλαιότερη τεχνολογία, όπως η κατεργασία CNC, μπορεί να είναι πολύ πιο χρονοβόρος από τη χρήση τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλου. Με την τρισδιάστατη εκτύπωση, οι αμυντικές υπηρεσίες έχουν την ευκαιρία να τυποποιήσουν εσωτερικά την κατασκευή εξαρτημάτων και έτσι να είναι σε θέση να αντικαθιστούν εξαρτήματα για ανταλλακτικά-υλικά που χρειάζονται. Αυτό μπορεί να έχει απίστευτα μεγάλο αντίκτυπο, επειδή, σε περιβάλλοντα υψηλού ρίσκου, τα οποία είναι συνηθισμένα στον στρατό, η διαφορά στον χρόνο που απαιτείται για την αντικατάσταση ενός εξαρτήματος μπορεί να επηρεάσει ζωές.

3. Ανθεκτικότητα της Εφοδιαστικής Αλυσίδας

Η προσθετική κατασκευή μπορεί να μειώσει την εξάρτηση από τις παραδοσιακές αλυσίδες εφοδιασμού, επιτρέποντας την τοπική παραγωγή ανταλλακτικών και εξαρτημάτων, ενισχύοντας την επιχειρησιακή ανθεκτικότητα. 

4. Μη επανδρωμένα συστήματα

Η παγκόσμια αμυντική βιομηχανία βρίσκεται σε έναν αγώνα δρόμου για την παραγωγή και την ανάπτυξη μη επανδρωμένων συστημάτων, είτε πρόκειται για μη επανδρωμένα αεροσκάφη (UAV), επίγεια ρομπότ ή άλλα αυτόνομα συστήματα. Στην πραγματικότητα, στον αμυντικό χώρο, η παγκόσμια αγορά στρατιωτικών μη επανδρωμένων αεροσκαφών αποτιμήθηκε σε 12,55 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ το 2022  και προβλέπεται να αυξηθεί από 14,14 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ το 2023 σε 35,60 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ έως το 2030, παρουσιάζοντας σύνθετο ρυθμό ανάπτυξης (CAGR) 14,10% κατά την περίοδο πρόβλεψης. Η χρήση προσθετικής κατασκευής για την παραγωγή εξαρτημάτων μη επανδρωμένων συστημάτων δίνει στους οργανισμούς ένα πλεονέκτημα, καθώς είναι σε θέση να παράγουν αυτά τα εξαρτήματα σε ταχύτερο χρονικό διάστημα και σε χαμηλότερη τιμή.

5. Στρατιωτικός Εξοπλισμός

Η προσθετική κατασκευή έχει φέρει επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο οι κατασκευαστές μπορούν να εργαστούν με υλικά από σύνθετα υλικά έως πλαστικά, μέταλλα και πολλά άλλα. Λόγω της ποικιλίας των υλικών με τα οποία μπορούν να λειτουργήσουν οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές και άλλα εργαλεία προσθετικής κατασκευής, υπάρχουν πολλές διαφορετικές εφαρμογές για τη χρήση της προσθετικής κατασκευής για την παραγωγή στρατιωτικού εξοπλισμού. Μερικά παραδείγματα στρατιωτικού εξοπλισμού που μπορούν να παραχθούν με προσθετική κατασκευή περιλαμβάνουν φορητά όπλα, στολές, θωράκιση σώματος, εξοπλισμό πεδίου, πλοία, αεροσκάφη, οχήματα και πυροβολικό.

6. Δορυφορική και Διαστημική Τεχνολογία

Ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια τόσο για τις επανδρωμένες διαστημικές αποστολές όσο και για την κατασκευή δορυφόρων είναι το κόστος. Ο εμπειρικός κανόνας για τη NASA είναι ότι κάθε μονάδα μάζας ωφέλιμου φορτίου που εκτοξεύεται απαιτεί την υποστήριξη 99 επιπλέον μονάδων μάζας, με την «υποστήριξη» να περιλαμβάνει τα πάντα, από καύσιμα μέχρι οξυγόνο και τρόφιμα και φάρμακα για τους αστροναύτες. Ωστόσο, εάν οι επανδρωμένες διαστημικές αποστολές διαθέτουν έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή, η NASA δεν θα χρειάζεται τόσα πολλά ανταλλακτικά διαθέσιμα, αλλά μάλλον θα παρέχει τις πρώτες ύλες που μπορούν να μετατραπούν σε πολλά πράγματα όταν χρειαστεί.

7. Παραγωγή πυρομαχικών

Ενώ τα πυρομαχικά θα μπορούσαν σίγουρα να εμπίπτουν στην κατηγορία του στρατιωτικού εξοπλισμού, αποκτά το δικό της τμήμα λόγω των επιπτώσεων που έχουμε ήδη δει από τους τρισδιάστατους εκτυπωτές που παράγουν πυρομαχικά. Το καλοκαίρι του 2023, η Ουκρανία αντιμετώπιζε μια νόμιμη έλλειψη πυρομαχικών και, ως εκ τούτου, το ουκρανικό πυροβολικό αναγκάστηκε να επιλέξει προσεκτικά στόχους και να δώσει προτεραιότητα στον στρατιωτικό εξοπλισμό έναντι των ομάδων πεζικού. Ενώ περίμενε ενισχύσεις σε πυρομαχικά, ο ουκρανικός στρατός χρησιμοποίησε τρισδιάστατους εκτυπωτές για να δημιουργήσει μικρά, φθηνά πυρομαχικά που θα μπορούσαν να ριφθούν από drones σε στόχους, επιτρέποντας έτσι στον ουκρανικό στρατό να επεκτείνει τους στόχους του.

8. Υποβρύχιος εξοπλισμός

Η προσθετική κατασκευή επιτρέπει τη δημιουργία περίπλοκων σχημάτων, κρίσιμων για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης του υποβρύχιου εξοπλισμού, χωρίς τους περιορισμούς των παραδοσιακών μεθόδων κατασκευής. Αυτή η ευελιξία είναι ιδιαίτερα ωφέλιμη για εξαρτήματα που απαιτούν πολύπλοκες γεωμετρίες, όπως περιβλήματα αισθητήρων και υδροδυναμικές δομές. Όπως και με την διαστημική τεχνολογία, διατηρώντας έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή σε υποβρύχια σκάφη, τα πληρώματα δεν θα χρειάζεται να έχουν τόσα πολλά ανταλλακτικά διαθέσιμα.

9. Κατασκευή οικισμών

Το 2018 , ο στρατός των ΗΠΑ έγινε η πρώτη χώρα που εκτύπωσε τρισδιάστατα ένα στρατιωτικό στρατώνα από σκυρόδεμα, και το κατόρθωμα ολοκληρώθηκε σε μόλις δύο ημέρες. Το πρόγραμμα Αυτοματοποιημένης Κατασκευής Εκστρατευτικών Κατασκευών, ή ACES, είναι ένα πρόγραμμα του Στρατού των ΗΠΑ που διερευνά τη χρήση τρισδιάστατων εκτυπωτών για τη δημιουργία ημιμόνιμων κατασκευών. Το πρόγραμμα διαπίστωσε ότι η τρισδιάστατη εκτύπωση μειώνει την ποσότητα των δομικών υλικών που πρέπει να μεταφερθούν κατά το ήμισυ και τις απαιτήσεις σε εργατικό δυναμικό κατά 62% σε σύγκριση με την αποτελεσματική κατασκευή από κόντρα πλακέ.

Τον Φεβρουάριο του 2025 , ο Στρατός των ΗΠΑ καταδκεύασε 3 τρισδιάστατους εκτυπωμένους στρατώνες, στο Φορτ Μπλις του Τέξας. Κάθε ένα από τα νέα κτίρια έχει δυνατότητα στέγασης έως και 56 στρατιωτών.

10. Ιατρικές Συσκευές

Ο στρατός των ΗΠΑ είναι σημαντικός υποστηρικτής και επενδυτής στην αναγεννητική ιατρική και την τρισδιάστατη βιοεκτύπωση, και ήδη αρχίζουμε να βλέπουμε τα οφέλη αυτών των προσπαθειών. Για παράδειγμα, η Υπηρεσία Βετεράνων (VA) έχει περάσει από το να κατέχει δύο τρισδιάστατους εκτυπωτές στο να έχει πάνω από τριάντα μέσα σε μια δεκαετία, και αυτοί οι εκτυπωτές βελτιώνουν ήδη την ποιότητα ζωής των βετεράνων και εξοικονομούν χρήματα λόγω του υψηλού ποσοστού επιτυχίας των προσαρμοσμένων εκτυπωμένων εξαρτημάτων και των μειωμένων επισκέψεων στα νοσοκομεία. Όλες αυτές οι καινοτομίες σημαίνουν ότι οι στρατιώτες μπορούν να επωφεληθούν από την επιτόπια τρισδιάστατη εκτύπωση ιατρικών συσκευών και προσθετικών, βελτιώνοντας την ιατρική περίθαλψη σε νοσοκομεία της VA ή σε απομακρυσμένες τοποθεσίες.

Η προσθετική κατασκευή έχει μετατραπεί σε πολλαπλασιαστή ισχύος για τις ένοπλες δυνάμεις. Από την πρωτοτυποποίηση έως την ιατρική περίθαλψη, από τα μικρά εξαρτήματα μέχρι τις μεγάλες κατασκευές, η τεχνολογία αυτή καθορίζει το μέλλον των στρατιωτικών επιχειρήσεων.