在2026年7月举行的环太平洋军演(RIMPAC)中,美国海军研究生院(NPS)与其非营利合作伙伴FLEETWERX测试了一种名为“分布式先进制造”的新方法,旨在利用3D打印和其他数字制造技术,在远离本土的太平洋战区快速生产关键备件,以缓解潜在高强度冲突下的后勤压力。
FLEETWERX项目负责人摩根·鲍尔(Morgan Bower)在接受采访时直言:“如果现在在印太地区爆发高强度冲突,我们将难以满足所有的维修和补给需求。”他指出,该项目的核心是找出供应链中的缺口。
此次测试构建了一个基于安全但非机密云(IL-4级别)的网络,连接了超过50个站点,这些站点配备了多种类型的3D打印机、CNC车床和铣床等计算机控制工具,甚至包括执行无人补给任务的机器人艇。部分设备部署在参与演习的舰船上,而更多设备则分布在美国本土的基地、仓库、大学和企业中,通过网络接收订单,并通过商业快递将零件送出。
鲍尔表示,仅让所有设备实现互联互通就已“令人惊叹”。项目的一大重点是绘制资源分布图,了解各站点的能力与局限,以便合理分配生产任务。
在为期两周的演习中,网络共收到2741个零件请求,但实验网络仅能处理其中一小部分。有些零件根本无法通过3D打印或CNC加工制造。在适合技术处理的请求中,团队成功生产了约75种不同零件。
一个显著的成功案例是重型软管夹,用于海上舰船补给时固定大型燃油管线。通过传统渠道,获得报价可能需要约两个月,而3D打印的软管夹经过防腐蚀涂层处理,并在几天内通过检验。
然而,并非所有零件都适合3D打印。鲍尔指出,电池和电路板等高需求零件无法通过该技术实际生产。此外,一些零件虽通过检验和初步测试,但在实际安装后出现意外故障,例如一个为直升机液压系统CNC加工的钛制零件在飞行前检查中发生轻微泄漏(目前正在测试改进版本)。
鲍尔强调,3D打印机并非“魔法盒”,不能像《星际迷航》中的复制器那样凭空生成物品。打印机需要原材料,如精细金属或塑料粉末,且打印过程对污染物极为敏感,尤其是氧气。氧气会导致焊接缺陷,产生孔隙和不良焊缝。因此,高端3D打印机通常在充满氩气的密封舱内工作。
在RIMPAC 2026期间,FLEETWERX消耗了大量氩气瓶,在舰上占用约7000平方英尺的存储空间。氩气不仅体积庞大,而且稀有(约占大气1%),生产成本高。为缓解供应问题,FLEETWERX正在研究可装在标准集装箱内的小型氩气发生器。同时,在“埃塞克斯”号(USS Essex)上测试了替代气体——氮气,氮气可从空气中捕获,设备体积小,可与3D打印机捆绑使用。氮气比氩气更活泼,可能导致更多缺陷,但鲍尔表示,对许多零件而言“足够好”。
确定哪些零件可用廉价氮气制造、哪些必须使用昂贵氩气,是FLEETWERX面临的下一个挑战。鲍尔认为,不存在“一刀切”的解决方案,分布式网络需要多种类型的打印机、CNC车床等工具,并配备AI顾问,帮助用户选择最合适的制造工具。
鲍尔透露,FLEETWERX过去曾试验过AI工具,但RIMPAC 26见证了其能力的显著提升。去年,AI应用还多限于复制粘贴到微软Copilot等工具,而今年则有了质的飞跃。
此次演习表明,分布式先进制造有望成为未来太平洋冲突中后勤保障的重要补充,但仍需解决技术、材料和供应链等多方面挑战。