试述3D打印技术在我军联合国维和行动装备维修保障中的运用

阮拥军 王利洪

内容提要：3D打印技术具有生产周期短、适应范围广，产品类型多、结构质量好，设备操作简单、携带方便等优势，近年来在各领域的应用取得重大进展。我军在参与联合国维和行动中的装备维修保障，面临任务远离本土、装备故障频发、装备种类庞杂等现实难题。将3D打印技术运用到我军联合国维和行动装备维修保障中，可增加装备维修保障的时效性，提高装备器材保障的精确性，并解决装备维修力量不足的问题。

近年来，3D打印技术日益受到各国的关注和重视，研发力度不断加大，关键技术不断突破，产品性能不断提升，在各领域的应用取得重大进展。在装备维修保障方面，尤其是对于我军参与联合国维和行动中的装备维修保障，3D打印技术可用于快速生产维修备件和工具，具有不可替代的优势作用。

一、3D打印技术在装备维修中的运用现状

目前，3D打印技术已被成功应用到军事、核电、航空、汽车、生物工程、文物修复等众多领域。在武器装备维修领域，3D打印技术也得到广泛运用，发展前景良好。

（一）美国3D打印技术运用现状

3D打印技术最早由美国麻省理工学院发明，美国对该技术的研究运用上也走在世界前列。目前，美国已将激光近净成形技术①近净成形技术，指零件成形后，仅需少量加工或不再加工，就可用于机械构件的成形技术。该技术是建立在新材料、新能源、机电一体化、精密模具技术、计算机技术、模拟技术等多学科成果基础上，使粗糙成形变为高效、高精度、轻量化的成形技术。——编者注成功应用于舰艇燃气轮机、反潜直升机发动机叶轮沙粒侵蚀的快速维修。美国海军提出，要利用增材制造技术，在航空母舰平台上按需制造无人机和弹药壳体等结构件，并首次把一台3D打印机安置在舰艇上，以便船员们在船上制造各种“小玩意儿”，包括一次性医疗用品、油箱盖等。此外，美国海军在“巴丹”号两栖攻击舰上，采用3D打印技术，成功修复了一架AV-8B战机上的前起落架。在阿富汗战场上，美军曾部署了三套3D打印设备，每套3D打印设备采用国际标准集装箱包装，通过空运或公路运输方式直接投送到前方战场，只需要2名操作人员就能完成单兵防护装备和武器零部件的现场生产①参见宋立波、郭亚东：《3D打印技术在未来战场保障中的应用及影响》，载《外国军事学术》，2013（6），74～76页。。

（二）我国3D打印技术运用现状

我国对于3D打印技术的研究运用起步比其他国家要晚。近来，国内大批科研机构、工业部门积极投身研发队伍，有力推动了国内3D打印技术的发展，收获了丰硕的研究运用成果。比如，北京航空航天大学“飞机钛合金大型复杂构件激光成形技术”，获得了2013年国家技术发明一等奖。在“补给行动—2015”军需物资油料保障演练中，西部战区某部用集成在战场抢修车中的3D打印设备应急打印出加油车联轴器，提高了抢修效率②参见欧阳治民：《3D打印提升装备野战抢修效率》，载《解放军报》，2015-08-12。。据中国新闻网报道，中国海军112舰赴亚丁湾执行护航任务时，战舰柴油机上一根重达25千克的轴承断裂，导致主机无法启动，维修人员利用舰船上的3D打印方舱造出一个与原件相似的轴承，经过7个小时的调试，发动机重新启动，化解了战舰险情。

二、我军参与联合国维和行动装备维修保障面临的问题

中国军队积极履行大国责任义务，先后参加24项联合国维和行动。目前，中国是联合国安理会5个常任理事国中派遣维和军事人员最多的国家，也是联合国维和行动的第二大出资国。随着我国综合实力的不断提升、海外利益的不断拓展，我军参加国际维和行动的规模将越来越大，力量越来越多元，装备越来越多样，对装备维修保障的要求也将越来越高。但是，执行维和行动维修保障面临的问题也越来越突出。

（一）任务远离本土，保障资源少

根据联合国维和行动《谅解备忘录》，我军参加维和行动部（分）队所使用的出兵国自有装备，由我国自行保障。通常，维修保障器材从国内一次性带至维和任务区，难免会出现零部件数量、型号估计不足、准备不充分等情况。而我军参与的联合国维和行动区大多距离我国本土很远，维和部队所消耗的装备维修器材尤其是零星物资，如果从国内实施保障，若采用海运方式，则受船期等多种因素影响，周期较长，时效性差，备受制约；若采用空运方式，费用较高，手续繁杂，效费比低。且维和行动区经济大多落后，社会保障资源少，维和部队所消耗的装备维修器材基本上无法从当地直接筹措。这就导致我军维和行动中的器材保障十分困难，造成部分装备由于缺乏维修器材而无法及时修复。比如，2014年，某维和工兵营由于缺少某型指挥车刹车片，导致该营两辆该型指挥车有近四个月的时间“趴窝”。

（二）装备故障频发，保障任务重

维和部队所在任务区多为冲突频发地区，任务重、需求急，装备动用多、使用强度大，经常会出现零部件损坏或使用寿命缩短等问题。任务区气候特点与国内相差较大，而我维和行动部（分）队所用装备大多是根据国内气候环境设计，装备适应性不强，导致故障率高。任务区当地自然环境恶劣，装备保管场所差，装备损坏的概率比国内高出数倍，致使装备维修任务繁重。

（三）装备种类庞杂，保障要求高

我军参加联合国维和行动，通常以营、连为单位，无论是直升机分队、工兵分队、医疗分队还是作战分队，与国内同级别的分队相比，装备的数量要多得多，类别、型号也更复杂。2014年7月，我军首次派遣到南苏丹执行维和任务的步兵营，就携带了无人机、步战车、装甲运兵车、反坦克火箭、迫击炮、轻重机枪等各式武器装备，各型车辆总计185辆。所有装备中，除通信设备、指挥车辆和轻武器等装备型号较为统一外，其余装备型号各不相同。而且不同任务区担负同类维和任务的分队，由于参与维和行动时间不同，所配备装备的型号和种类也有差异，需要的维修备件更是五花八门。即使是同一支维和分队，也会因装备的更新换代，导致新老装备并存。而且，受维和部（分）队编制限制，负责维修保障的专业人员有限，通常一个营仅编一个修理排，平均每人至少负责十余台大型装备的维修保障，对保障人员的能力素质要求高。

另外，联合国对维和装备的完好率有明确要求。联合国装备管理部门采取例行核查和随机抽查的方式，对各维和行动部队的装备战术技术性能进行全面核查。核查结果不仅直接决定出兵国能否获得足额的经济补偿，而且影响到联合国对维和部队执行能力的评估，关系到国家和军队的声誉。这就要求我维和部（分）队随时搞好装备的维护保养，以备高标准迎接联合国装备核查。

三、我军维和行动装备维修保障中运用3D打印技术的可行性

3D打印技术，以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、电子束等方式，将金属粉末塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，叠加成型，制造出实体产品。该技术具有生产周期短、适应范围广，产品类型多、结构质量好，设备操作简单、携带方便等优势，运用在我军参与联合国维和行动任务的装备维修保障中，将发挥极大效能。

（一）可增加装备维修保障的时效性

排除客观条件的限制，3D打印技术可根据物品的三维图形数据快速打印出所需的物品。这一性能，将为维和行动装备维修保障提供极大便利。尤其是在任务区经济条件差、备件就地准备难、远离国内本土支援保障等实际情况下，3D打印技术的优势更加明显。3D打印技术的现场加工、快速成型，大大缩短了准备备件的时间，降低了备件管理的难度和成本，缩短了装备维修的时间，从而提高了装备利用率，增加了保障的时效性。

（二）可提高装备器材保障的精确性

随着我参与联合国维和行动任务的多样化，对我维和部（分）队在携带零部件上的要求也越来越高，对装备维修器材准备的精确性要求也越来越高。而多数装备维修器材的准备需求主要依靠经验，部分装备在以往的维和行动中使用频率小、数据信息少——多了，导致器材积压、造成浪费；少了，无法满足任务需求。因此，很难做到精细精准。采用3D打印技术，只要在准备阶段选好打印设备、备足打印材料、配齐数字三维图形数据，任务中装备所需的维修零部件，大都可以在任务区现场生产完成，无须采购大量备件存放在仓库，从而避免备件库存过量或不足的问题。

（三）可解决装备维修力量不足的问题

通过3D打印技术打印出的零部件和产品，比机器制造出的产品更加精细轻盈、韧度更强、抗压力更佳，更能满足高强度任务的需要①参见喻虎、张革稳：《充分发挥3D打印技术在联合作战中的装备保障能力》，载《军事文摘》，2018（2），57～59页。。其作为增材制造技术，可以实现无焊接、铆接等组装工艺，减少螺栓连接件②参见姜舟、任斌斌：《3D打印技术在航空维修中的应用研究》，载《中国设备工程》，2017，9（下），42～43页。。3D打印技术的这些性能，可降低装备维修难度，减轻维修工作量，有效解决维修力量少、保障任务重、对维修人员技能要求高等矛盾。