3D/4D打印技术在防空反导武器装备制造领域的应用研究

曹阳

摘 要：随着时代的进步，科技发展的越来越快，在进行“第三次工业革命”的时候，出现了3D打印技术。3D打印技术的出现，很快就被应用到了各个领域，尤其在防空反导武器制造领域，更是取得了卓越的效果。在之后的几年，又出现了4D打印技术，更是在防空反导武器制造领域掀起了一片浪潮。本篇论文首先介绍了3D和4D打印技术，然后又分别介绍了3D打印技术和4D打印技术在防空反导武器制造领域的应用，最后还探讨了两者的发展前景，希望对以后的技术发展有所帮助。

关键词：3D打印技术;4D打印技术;防空反导武器

1 引言

以前，美国无疑是技术最先进的国家，3D打印技术也是由美国最先提出来的。在二十世纪八十年代，美国就已经研究出了3D打印技术，并将这项技术应用于各个领域，比如教育和医疗等领域，并且都取得了卓越的成绩。3D打印技术主要还是应用在物体的设计制造上。本质上来说，3D打印技术就是在计算机上进行物体的结构设计，然后通过金属材料或者其他的合成材料将设计好的物体打印出实体来。

而4D打印技术就不一样了，4D打印技术是在3D打印技术的基础上又进行了改革。3D打印技术只拥有三个维度，物体的长、宽和高，即在计算机上进行设计时的X轴、Y轴和Z轴。4D打印技术则是多了一个时间元素，即T。这是一个比较抽象的概念，简单来说，由3D打印技术打印出来的物体是“死的”，二由4D打印出来的物体是“活的”。由4D打印技术打印出来的物体，可以自主的改变自己的形态，而不用人为控制。可以说，4D打印技术与3D打印技术相比，是一次质的飞跃。

2 3D/4D打印技术在防空反导武器装备制造领域的应用

可以说4D打印技术的发展是以3D打印技术为基石的，如果没有3D打印技术，就不会有4D打印技术的出现。也因为4D打印技术出现的比较晚，历时时间也比较短，所以发展和应用还没有3D打印技术那么的广泛。而3D打印技术已经应用到了各个领域，并且得到了人们的一致认可，尤其在防空反导武器的等高智商领域，更是坐上了第一把交椅。

2.1 3D打印技术在防空反导武器装备制造领域的应用

（1）在2015年下半旬的时候，雷神公司发布了一道消息，这个消息可以说是震惊了全球，那就是雷神公司已经熟练掌握了3D打印技术，并且防空反导武器的大部分零件都可以应用3D打印技术打印出来。虽然还不能达到流水线生产，但是在当时可以说是很先进的了。

（2）在2016年上半旬的时候，美国又公布，洛马公司在雷神公司的基础上，又进一步研发了3D打印技术在防空反导武器制造的使用，并且取得了很大的进展。雷神公司只是能利用3D打印技术逐个的制造防空反导武器的零件，但是洛马公司已经可以利用3D打印技术进行部分零件的连接了。这又是一次技术的进步，同时又进一步展示了3D打印技术在防空反导武器制造领域的重要作用。

2.2 4D打印技术对防空反导武器性能的影响

由于3D打印技术在防空反导武器上取得的巨大成就，人们在3D打印技术的基础上又研发了4D打印技术。可以说，将4D打印技术应用到防空反导武器上，使防空反导武器的性能大大的提升了。

2.2.1 4D打印或将改变防空反导武器装备制造流程

以往人们生产防空反导武器的方式，都是直接生产出完整的产品，然后在逐步地进行试验，在得到满意的效果以后，在将成品打包装备，运送到要使用该武器的地方，然后还要进行人工组装，最后才能投入到使用。但是在4D打印技术应用到防空反导武器的制造上以后，就改变了这个生产方式。首先，只要生产出一个半成品即可，然后将这个半成品运送到要使用的位置。然后这个半成品可以通过自行组装来完成最后的组装，然后应用到使用中。还可以根据环境、任务或者攻击目标等，人为的通过某些介质来触发防空反导武器的组装。这样，在运送的过程中，就可以大大降低工作效率，而且制造出来的防空反导武器还更加的适合使用。

2.2.2 4D打印或将大幅降低制造成本并将取代人工组装

现在大部分的防空反导武器的组装都是靠人力，这就需要耗费大量的人力和物力。首先对组装的人要求就很严格，工作人员不仅需要大量的专业知识，还需要熟练的组装技术。并且随着研究的深入，防空反导武器的设计会越来越复杂，零件也会越来越复杂，这样在组装的时候就会越来越难，因此在组装问题上，需要耗费的成本就会越来越高昂。但是在4D打印技术出现以后，就可以改变这个状况。因为在设计的时候，就可以将防空反导武器一些需要组装在一起的零件在一起打印，这样防空反导武器就可以完成自组装，就省去了人力的耗费。

2.2.3 4D打印或将进一步加快驱动创新速度

在一种新型防空反导武器出现之前，要经历漫长的过程。首先在研究之前就要设计出要研究的武器的大框，然后进行上报。其次就是设计的过程，设计的过程完全就是靠人力的想象，一种防空反导武器有大量的零件，每个零件设计完以后，才能打印出來，然后组装起来，组装成成品以后，才能进行试验，然后在试验中发现问题，然后再进行设计的更改，然后再根据设计的更改设计出新的零件，然后再制造出来，然后再组装，再试验，再发现不足，再更改，这一个需要反复很多次的步骤，一种新型防空反导武器的产生甚至要经历上千次或者上万次的试验，才能得到自己预想的效果，所以一种新型防空反导武器的产生，往往要经历很长时间，短则十几年，长则数十年，所以这是既耗费经历又耗费时间的事情。但是在4D打印技术产生以后，就大大缩减了这个时间。因为4D打印技术在打印产品的时候，就可以将防空反导武器需要连接在一起的部件一起打印，这样，生产出来的防空反导武器就可以自行组装，最主要的是，在试验的时候，运用4D打印技术制造出来的防空反导武器可以根据环境的不同进行自行更改，改变成可以更好适应当前环境的形态。这样，就省去了工作人员自己寻找不足的步骤，同时也省去了再制造用于试验的产品的步骤，这就从根本上缩短了防空反导武器研究的时间。所以，本来几十年才可能完成的事情，而现在，可能在几年之内就可以完成，这是防空反导武器制造领域的一个重大突破。

2.2.4 4D打印或将优化防空反导武器的相关性能

4D打印技术优于3D打印技术明显的一个特征就是，运用3D打印技术打印出来的防空反导武器是“死的”，而运用4D打印技术打印出来的防空反导武器是“活的”。比如，防空反导武器在发射的过程中，运用3D打印技术打印出来的导弹，制造出来是什么样，发射的过程中就是什么样，不会因为环境或者突发状况而改变，但是运用4D打印技术打印出来的导弹就不一样了，运用4D打印技术打印出来的导弹，在发射的过程中，可以根据环境的变化来改变自己的形态，进而让自己本身可以更加的适应环境，然后提高发射速度。

3 结论

本篇论文详细的介绍了3D打印技术和4D打印技术，并且研究了3D打印技术和4D打印技术在防空反导武器制造领域的应用。通过本篇论文不难看出，3D打印技术和4D打印技术在防空反导武器制造领域取得的成效是卓越的。并且随着科技的不断发展，将3D打印技术和4D打印技术融入到防空反导武器的制造领域是以后发展的主要潮流。

参考文献

[1] 邓甲昊，王萱.4D打印一项左右未来世界产业发展的革命性技术突破[J].科技导报，2013，31（31）：11.

[2] 李涤尘，刘佳煜，王延杰，等.4D打印-智能材料的增材制造技术[J].机电工程技术，2014，16（5）：1-9.