美海軍在現(xiàn)役弗吉尼亞級潛艇上安裝了第一個焊接 3D 打印金屬部件

美國海軍已在弗吉尼亞級潛艇華盛頓號 (SSN-787) 上安裝了首個焊接 3D 打印金屬部件，這標志著增材制造首次在艦隊中投入使用。

這種銅鎳法蘭通過金屬增材制造生產(chǎn)并經(jīng)過潛艇使用認證，在樸茨茅斯海軍造船廠的維護過程中快速生產(chǎn)和集成，減少了供應鏈延誤，支持更快的維護周期，并增強了美國攻擊潛艇艦隊的作戰(zhàn)可用性。

2026 年 3 月 12 日，樸茨茅斯海軍造船廠在美國海軍潛艇上首次完成了焊接金屬增材制造 (AM) 部件的安裝，標志著在艦隊內的實際使用邁出了一步。該組件是安裝在華盛頓號航空母艦 (SSN-787)上的銅鎳法蘭，代表了第一個為美國現(xiàn)役核動力攻擊潛艇焊接和認證的 3D 打印金屬部件。檢查和測試于 2026 年 3 月 9 日完成，隨后于 3 月 18 日進行安裝，這表明在有限的維護可用期內壓縮了驗證和部署時間表。

該舉措是在羅伯特·高徹中將發(fā)布指令后提出的，旨在加速整個潛艇部隊的增材制造一體化。這項工作是在公共造船廠環(huán)境而不是私人工業(yè)環(huán)境中進行的，這對于擴大整個海軍維護基礎設施的生產(chǎn)和資格流程具有影響。法蘭本身是管道系統(tǒng)中使用的銅鎳元件，作為管道各段之間或管道與船上設備之間的連接接口，要求具有耐腐蝕、耐壓和機械應力的性能。

銅鎳合金因其耐海水腐蝕和生物污垢的特性而被廣泛應用于海軍環(huán)境中，特別是在冷卻和流體傳輸系統(tǒng)中。它的選擇是由維護計劃期間確定的特定操作要求驅動的，這表明增材制造正在應用于解決直接的供應限制，因為傳統(tǒng)制造的法蘭將需要更長的采購時間。 3D 打印法蘭的功能要求包括保持壓力完整性、與現(xiàn)有管道系統(tǒng)兼容的尺寸公差以及在循環(huán)負載條件下的長期耐用性。

在潛艇作戰(zhàn)環(huán)境中使用這種組件表明了美國海軍對增材制造金屬的材料特性和生產(chǎn)一致性的信心。制造過程依賴于 3D 金屬打印技術，法蘭在交付到造船廠之前根據(jù)數(shù)字模型逐層生產(chǎn)。與傳統(tǒng)鑄造或機加工相比，這可以縮短交貨時間，特別是對于生產(chǎn)數(shù)量有限或幾何形狀復雜的部件。該零件是通過與海事工業(yè)基地卓越中心協(xié)調采購的，這表明海軍維修設施與外部增材制造供應商之間的整合。
生產(chǎn)完成后，該組件將被交付給船廠的收貨檢驗部門進行驗證，然后再進入認證流程。從減材生產(chǎn)到增材生產(chǎn)的轉變減少了材料浪費，并實現(xiàn)了更靈活的制造，特別是對于工具可能不再可用的傳統(tǒng)組件。該案例展示了增材制造作為供應鏈解決方案的使用，同時也體現(xiàn)了針對美國海軍的保障需求建立新的分布式生產(chǎn)模式。法蘭的認證過程需要全套檢查、材料測試和焊接鑒定程序，以確保符合海軍標準。

這包括驗證機械性能、尺寸精度以及與潛艇維護中使用的現(xiàn)有焊接技術的兼容性。由工程師和貿易專家組成的專門團隊對增材制造材料進行了全面的焊接鑒定，該材料在微觀結構和受熱情況下的行為與傳統(tǒng)的鍛造或鑄造金屬不同。該過程需要驗證焊縫在操作條件下（包括壓力波動和長期暴露在海水環(huán)境中）能否保持完整性。因此，該資格代表了對公共造船廠內用于潛艇的焊接增材制造部件進行認證的第一個實例。