国防科技创新快速响应小组关于发布项目申请指南和重点项目需求的通知

名称

舰载3D打印“急救包”智能快速修复制造技术

需求描述

舰艇编队执行远洋护航、远海训练、战备演练和作战等任务过程中，舰船、舰载机、两栖装备面临恶劣海洋环境下的腐蚀、老化、磨损，以及任务期间造成的各种损伤，降低装备可靠性，严重影响装备完好率，甚至危及生存安全。依靠后方保障基地或修造厂的传统保障方式，距离远、流程复杂、工序多、响应慢，难以满足任务期间装备损伤快速修复、随船备件快速制造等保障需求，严重制约着战斗力生成和保持。3D打印采用数字模型、逐层叠加的增材制造方式，工序简单、响应快捷，可量身定制、随舰配置，有效弥补传统保障的短板，但3D打印机上舰装配、舰载环境成形工艺、3D打印随舰快速修复和成形件实船考核验证等方面尚属空白。

通过深入研究高温、高盐、高湿海洋环境及浪涌、航行等复杂舰载状态下3D打印成形机理，突破小型化/低成本3D打印专用设备设计选型与特殊工艺、舰用3D打印材料优选、典型部件结构优化设计、随船快速修复制造与验证考核等核心技术，采用钛合金、铝合金、船用钢等金属材料和聚合物等非金属材料，实现框架、壁板、接头、垫片等典型构件快速修复或快速制造，建立舰载3D打印系列标准与规范，构建模块化舰载3D打印“急救包”智能快速修复制造技术体系，综合集成远程维修支援保障技术，逐步形成舰船远洋应急保障智能制造能力，为满足舰艇编队任务期间复杂环境条件下的应急保障需求提供技术支撑。研究成果可显著增强舰船编队应急保障能力，保持其作战能力，并可广泛推广应用。

技术要求：

1.构建可实现舰载3D打印的模块化、按需配置、与舰船具有良好适装性的作业环境空间（可采用集装箱型式或依托舱室结构），设备选型或研制方案应满足集装箱或舱室装配和操作要求，具有小型化、通用化、低成本、易操作等特点；

2.典型部件结构的数字化模型可采用远程信息支援或快速智能化现场测量采集的获取方式；

3.优选的3D打印材料体系，应包括钛合金、铝合金、船用钢等金属材料，以及满足密封、耐磨性能等其它要求的非金属材料；

4.提出的舰载3D打印工艺方案，能够通过真实海洋环境技术验证；

5.快速修复的典型构件，能够满足装备的修复设计要求，并在舰上完成模拟损伤修复考核试验。

技术指标：

1.设备尺寸：不大于2500mm×2000mm×2000mm

2.设备腐蚀控制应满足以下要求：

1）湿热：30℃-60℃、湿度95%条件下，不低于240h；

2）霉菌：不低于28d；

3）盐雾：酸性条件下，不低于96h，中性条件下，不低于192h；

3.设备抗风浪等级：可在横摇≯5°、纵摇≯2°，六级海况下正常运行；

4.成形尺寸：不小于1500mm×1000mm×1000mm

5.成形效率：不低于1000cm3/h

6.制造精度：优于10mm/m

7.缺陷级别：不大于0.8mm

8.钛合金、铝合金、钢等构件的修复后强度不低于传统3D打印工艺的95%，疲劳性能不低于传统3D打印工艺的70%；

9.验证考核件尺寸满足以下要求：

框梁类：不小于1000mm

壁板类：不小于500mm×500mm

接头类：不小于300mm×300mm×150mm

垫片类：外直径不小于500mm

成果形式：

1. 标准配置的作业环境空间、设备样机、材料样品、考核验证件、试验件；

2.设备选型或研制方案、材料及工艺研究报告、性能测试报告、验证评估报告；

3.典型部件或备件的结构数字化模型、标准规范草案、专利等。

其他要求

项目应优先选用国产材料、设备和系统。