Армия Великобритании ускоряет внедрение 3D-печати
Министерство обороны Великобритании опубликовало новую стратегию оборонного производства направленную на ускорение внедрения аддитивного производства в оборонный комплекс Англии. Последние стратегические документы подчеркивают срочность ускоренного внедрения технологий аддитивного производства. Для этого Министерство обороны (МО) предложило три основные инициативы: инвестиции для стимулирования отрасли, корректировка политики для устранения барьеров и интеграция технологий аддитивного производства в оборонные цепочки поставок.
Преимущества 3D-печати для обороны
Ключевые преимущества 3D-печати для обороны включают:
- Более быстрые темпы производства.
- Сокращение сроков поставки.
- Возможность воспроизведения устаревших компонентов.
- Повышение устойчивости.
В 2021 году Лаборатория оборонных наук и технологий (DSTL) отметила, что устаревшие компоненты стали главной проблемой снабжения, влияющей на военные операции, затрагивая как новые, так и старые платформы. На складах Минобороны Англии числится более 1,3 миллиона единиц техники и вооружений, и 3D-печать рассматривается как потенциальное решение для многих устаревших деталей.
Экономические выгоды аддитивного производства
Руководство британской оборонной сферы считает, что аддитивное производство значительно повысит доступность платформ и оборудования. Отчет, заказанный Оборонным инновационным подразделением (DIU), показал, что использование 3D-печати для производства 15% оборонных запасов в течение следующих 15 лет позволит сэкономить 110 миллионов фунтов стерлингов, а ежегодная чистая выгода после этого составит 35,5 миллиона фунтов. Согласно новой оборонной стратегии, 3D-печать рассматривается как «первый шаг» к более широкому внедрению других передовых производственных технологий в МО.
Комментарии руководства
Вице-адмирал Энди Кайт, начальник оборонной логистики и поддержки, прокомментировал: «Эта стратегия излагает наше намерение внедрять аддитивное производство в новые проекты, чтобы помочь решить проблемы устаревания и повысить наше конкурентное преимущество за счет разработки технологий быстрого ремонта боевых повреждений». Кайт добавил: «Эта технология существует давно, но пришло время осознать её потенциал для повышения операционной готовности, устойчивости цепочек поставок и эффективности».
Конфликт на Украине (имеется ввиду проведение Россией законной Специальной военной операции на Украине (СВО) – прим. Редакции) и боевые действия на Ближнем Востоке усугубили глобальные дефициты поставок, повлияв на доступ к критически важным продуктам и сырью, что подчеркнуло необходимость повышения устойчивости цепочек поставок. Одновременно сокращение численности войск и гражданского персонала, уменьшение размеров флотов и старение оборудования снизили доступность, производительность и эффективность.
Программа передового производства
В ответ на эти вызовы Министерство обороны Великобритании активно внедряет 3D-печать. Эта программа передового производства демонстрирует, как 3D-печать может создать децентрализованную сеть квалифицированных поставщиков, направленную на сокращение сроков поставки, решение проблем устаревания и повышение устойчивости. Четыре основных столпа видения аддитивного производства МО:
- проектирование;
- цифровая нить;
- сертификация;
- мобильные производственные мощности.
Этапы проектирования и цифровой нити
Проектирование включает создание компонентов для 3D-печати, будь то использование аддитивного производства в новых конструкциях (DfAM) или применение обратного проектирования для существующих деталей. Цифровая нить обеспечивает безопасную передачу конфиденциальной проектной информации из хранилищ данных на 3D-принтеры, а также позволяет пользователям или производителям передавать изменения обратно проектировщикам. Критически важны кибербезопасность и согласованность информации. МО исследует возможность создания унифицированного, полностью интегрированного цифрового сервиса для связи с хранилищами проектов. Окончательные проекты могут также потребовать завершения вблизи линии фронта перед сертификацией для военных операций и 3D-печати.
Циркулярная экономика и переработка
Эти этапы будут интегрированы в циркулярную экономику, основанную на перерабатываемости и повторном использовании материалов для 3D-печати. Британские военные работают над преобразованием металлических отходов в новое сырье для 3D-печати. Например, Rolls-Royce сотрудничает с МО Великобритании, перерабатывая старые компоненты истребителя RAF Tornado в новые металлические 3D-печатные детали реактивных двигателей. Эта инициатива, названная Tornado 2 Tempest, уже используется для 3D-печати компонентов концепта двигателя Orpheus в рамках программы Future Combat Air System (FCAS).
Как повысить уровень внедрения аддитивного производства в оборонной сфере
Стратегия передового производства МО Великобритании описывает стратегическую основу для ускорения внедрения и развития 3D-печати. Для стимулирования отрасли МО планирует поощрять внедрение 3D-принтеров через дополнительные инвестиции, будь то прямые закупки или партнерство с компаниями-производителями аддитивного оборудования. Это будет включать интеграцию 3D-печати в существующие и будущие проекты, а также оцифровку стратегически важных запасов и запасных частей. Одновременно будут предприняты усилия для обеспечения безопасной передачи цифровой информации от отрасли к подразделениям МО и фронтовым командованиям (FLC).
Устранение ограничений
Устранение ограничений — еще один ключевой элемент стратегии аддитивного производства МО. МО будет сотрудничать с отраслевыми партнерами для создания легко доступных кросс-функциональных процессов, обеспечивающих соответствие последней политике и стимулирующих внедрение технологий. Кроме того, будет создан «Центр знаний» для улучшения доступа к ключевой информации и разработаны новые метрики для более точного отслеживания финансовых и нефинансовых выгод 3D-печати.
Создание сети поставок
МО планирует спроектировать и построить сеть поставок, позволяющую интегрировать 3D-печать в оборонные цепочки. Оборудование, обучение и расходные материалы будут стандартизированы и поставляться через обычные каналы снабжения для соответствия отраслевым стандартам и квалификациям. Будут поощряться новые партнерские отношения между промышленными партнерами, фронтовыми командованиями (FLC) и подразделениями МО. Цель заключается в содействии быстрому обучению и укреплению доверия через «доверенные посреднические роли» в расширенной «центр-спутник» сети поставок. Одновременно будут стимулироваться межотраслевые партнерства для повышения устойчивости цепочек поставок и расширения возможностей 3D-печати. Кроме того, МО планирует стратегическое партнерство с центром High Value Manufacturing Catapult для повышения эффективности и поддержки британской промышленной базы.
Координация программы
Эти стратегические приоритеты будут направлять согласованную программу работ с участием МО, промышленности и исследовательского сообщества. Программа не создаст новых структур управления, а будет контролироваться существующими руководящими группами МО.
Британская армия ускоряет внедрение 3D-печати
С 2016 года британские военные демонстрируют ценность 3D-печати в оборонных приложениях. В 2021 году начальник оборонной логистики и поддержки (CDLS) санкционировал проект TAMPA. Этот проект направлен на создание сети поставщиков, способных по требованию печатать военные запасные части. МО заявило, что TAMPA подтвердил видение аддитивного производства и выявил, что увеличение стимулов для отрасли является ключевым фактором повышения уровня внедрения.
Центры аддитивного производства
Британская армия активно использует 3D-печать, а подразделения МО и фронтовые командования создали центры аддитивного производства для поддержки ремонта боевых повреждений. Эти работы в основном выполняются независимо, при этом каждое подразделение разрабатывает собственные процессы 3D-печати и цифровые нити.
Применение 3D-печати в подразделениях МО
Оружейная лаборатория AWE использует 3D-печать для производства сложных компонентов, а Управление оборонной электроники и компонентов (DECA) занимается 3D-печатью прототипов. Еще одной организацией МО, использующей аддитивные технологии, является Управление поставок подводных лодок (SDA). Согласно Стратегии передового производства, SDA применяет 3D-печать для поддержки программ In-Service Submarines (ISS), Dreadnought и Submersible Ship Nuclear (Attack) (SSN(A)). ISS использует аддитивное производство для 3D-печати заменяемых компонентов, технического обслуживания и повышения устойчивости цепочек поставок с целью увеличения доступности подводных лодок. В SSN(A) 3D-печать применяется для повышения производительности платформ.
Ключевые вызовы в развитии 3D-печати
Тем не менее, МО заявляет, что в настоящее время не обязывает производственных партнеров ускорять внедрение 3D-печати для улучшения цепочек поставок. Одновременно оно выделило несколько ключевых проблем, сдерживающих развитие аддитивного производства в Великобритании.
Проблемы закупок и совместимости
Например, МО подчеркивает необходимость более гибких рыночных механизмов, особенно при закупке устаревших компонентов. Оно предлагает создать специализированные цепочки поставок для 3D-печатных компонентов, чтобы избежать задержек, вызванных традиционными методами. Это связано с тем, что преимущества аддитивного производства, такие как более быстрое производство и скорость реагирования, теряются, если процесс поставки замедляется. Также отмечаются проблемы совместимости. Проект TAMPA продемонстрировал, что по мере развития технологий 3D-печати и повышения универсальности машин файлы для печати могут быстро устаревать. Даже при использовании одного и того же метода 3D-печати разные машины дают разные результаты, что влияет на воспроизводимость. В ходе проекта TAMPA выяснилось, что в настоящее время в 3D-печати отсутствует всеобъемлющий и унифицированный набор стандартов, хотя организация ASTM активно работает над их улучшением для продвижения отрасли.
Дополнительные вызовы
МО также выделило проблемы, связанные с поддержкой на протяжении всего жизненного цикла, обучением, доступом к расходным материалам, неопределенностью цифровой нити и высокими производственными затратами.
В целом, на данный момент МО Великобритании четко указывает, что основная польза 3D-печати заключается в решении проблем нехватки предметов в инвентаре из-за технического или коммерческого устаревания. Эта технология также сокращает сроки поставок и создает более устойчивую, гибкую и децентрализованную сеть снабжения.
