美国防部发布首个增材制造战略报告

“国防科技要闻”发布了一则消息，据美国CTO网站2021年1月25日刊文，美国国防部制造技术（OSD ManTech）项目办公室在1月发布了首个全面的增材制造（AM）战略。增材制造允许用户快速、低成本地生产新产品，通常是按需生产或在需要时生产。新发布的战略为这一改变游戏规则的技术的使用建立了一个共同的愿景。OSD ManTech隶属于负责研究和工程的副部长办公室的战略技术保护与开发（STP&E）办公室，该办公室与军方和其他国防机构合作制定了该战略。

 一、制定增材制造战略的主要目的
增材制造是一种快速、按需且可定制的制造手段，可有效推动美国2018年《国防战略报告》（NDS）摘要中所述的后勤保障和运营改革，支持美国的经济和国防领域继续保持全球主导地位。
原美国材料测试协会（简称ASTM国际）是一个标准制定组织，它描述了七大类增材制造技术，以不同的方式将原材料和能源结合起来，如图：

 （1）利用基于增材制造设计的装备，推进国防系统现代化，增强国防实力；
（2）增加增材制造材料储备能力，可进行快速原型制作和直接生产零件，从而降低老旧过时零部件引起的风险；
（3）使作战人员能利用增材制造能力在战场上采用创新解决方案。
美国防部制定此战略的目标是，为增材制造技术研发与技术转移提供一套共享的指导原则和框架，以支持美国防部、军事部门和相关机构的现代化发展和战备能力。

二、五大战略目标及其关键发展领域
美国防部认为，虽然增材制造在整个国防工业基础中的应用不断增长，但仍具有很大发展潜力，属于一项新兴技术。基于此，美国防部提出增材制造技术的发展愿景：增材制造将促进建立更敏捷、适应性更强和更统一的国防供应基础，将成为国防部和国防工业基础广泛使用的制造技术，应用于武器系统创新设计，提高武器系统可靠性和作战能力。

针对该发展愿景，美国防部提出五大战略目标及其关键发展领域，具体如下：

战略目标1：将增材制造集成到国防部和国防工业基础中
美国防部将通过政策、指导方针和实施计划，整合和促进增材制造在整个国防部运营和工业供应链（从工程、采购到维护）中的应用，推动武器系统现代化，提高装备战备水平，增强作战能力。

关键发展领域包括：
（1）制定政策和指导方针，以在最大范围内切实可行地使用增材制造；
（2）修订国防部增材制造实施计划；
（3）制定成功的指标和度量标准；
（4）在国防部合同管理和武器系统采办管理中开发并共享增材制造业务模型；
（5）采用合理的风险管理措施。

战略目标2：协调国防部和外部合作伙伴的增材制造活动
美国防部将通过与其他政府合作伙伴、工业界、学术界合作，调整增材制造相关领导机构、资源、指南和工作流程，以减少采用增材制造的障碍，改善整个武器系统的可维护能力。

关键发展领域包括：
（1）合作活动的支持以及跨军种资源的共享协作；
（2）修订联合路线图并调整资源；
（3）与联邦政府及外部利益相关者合作。

战略目标3：推动和促进增材制造的敏捷应用
美国防部将在整个技术和业务流程中，修改增材制造相关政策，增强对增材制造的科学理解、创新设计，推动增材制造设备、材料和技术的融合发展，扩大增材制造在国防部各军种以及工业基础中的采用率，提高增材制造应对战争需求的敏捷性。

关键发展领域包括：
（1）开发并共享新的增材制造资格认证和鉴定方法；
（2）利用先进技术指导设计；
（3）利用数字线索/数字孪生支持增材制造的现场部署和应用。

战略目标4：通过学习、实践和分享知识以提高增材制造应用熟练程度
国防部各军种将教育和培训从事增材制造的技术和业务人员，以保障国防工业基础中足够的增材制造劳动力。

关键发展领域包括：
（1）学习流程和最佳实践；
（2）进行零件制造实践；
（3）分享知识。

战略目标5：确保增材制造工作流程的安全
美国防部将通过构建数字线索、整合增材制造工作流程、控制权威增材制造数字数据的访问权限等途径，保障整个增材制造工作流程的网络安全。

关键发展领域包括：
（1）保护、控制和管理数据传输和访问；
（2）将增材制造机器直接与安全网络连接；
（3）利用质量保证流程验证零件质量。

结论

在增材制造战略的支持下，广泛采用增材制造的预期效益是：
1）以创新设计驱动的更致命的系统，
2）提高物资准备度，
3）增强战斗人员在战区实时解决问题的能力。

为了实现这些效益，必须在国防部范围内对增材制造进行投资。与任何新技术一样，实施过程中会遇到障碍。技术的成熟度、人员的专业技术水平、数据、材料和机器的可用性都将有助于发挥新技术的优势。

本战略所确定的目标为国防部克服这些挑战，发挥增材制造的力量，实现国家国防现代化，提高物资准备程度提供了一条途径。这一战略的执行需要多个利益相关者在国防部内部共同努力，并与其他政府机构、工业界、学术界和美国盟友合作。