当前位置： 焊接设备 >> 焊接设备市场 >> 年度国外国防制造技术二十大动向
年，我们围绕国外先进制造技术领域的最新发展动向和研究热点，跟踪积累形成了大量情报研究成果。通过系统分析甄别和专家研判，遴选出对国防科技发展和武器装备研制生产具有重要影响的20条技术动向，供国防制造技术领域相关人员参阅。
二十大动向简介
1.IBM公司成功开发全球首个2纳米芯片制造工艺
年5月，美国IBM公司称，在芯片制程工艺上取得重大突破，开发出全球首个2纳米芯片制造工艺，为半导体研发再创新的里程碑。这种工艺首次使用电介质隔离技术、内部空间干燥工艺、2纳米极紫外光刻技术等，对原有晶体管技术进行改善，实现2纳米芯片每平方毫米集成约3.33亿个晶体管，是台积电5纳米制程（每平方毫米1.73亿晶体管）的1.9倍、三星5纳米制程（每平方毫米1.27亿个晶体管）的2.6倍；相比7纳米芯片，同功率下性能提升45%，同性能下功耗降低75%。2.DARPA启动太空生物制造基础创新研究年11月，DARPA启动“生物制造：地外生存、效用和可靠性”项目，利用原位资源进行地外生物制造的生物学基础创新研究，确定太空生物制造的可行性。项目将对微生物系统如何利用替代原料（如二氧化碳、人类废物流和月壤）实现生长和生产性能，以及工程生物系统在可变重力、银河宇宙辐射负荷增加等情况下如何发挥作用进行研究，对模拟地面环境预测地外环境发酵性能的能力进行评估，并开发经济模型以确定生物制造作为太空制造可行方法的效用。3.美国陆军研制世界最大金属增材制造系统年4月，美国陆军授予美国应用科学与技术研究组织“无接缝车体增材制造”项目合同，目标是通过对现有增材搅拌摩擦沉积等技术进行升级，开发世界最大的金属增材制造系统。新系统最大成形尺寸达9.米×6.米×3.米，计划于年第四季度建成，既可用于制造战车的整体车体等大型零件，也可用于潜艇部件、机身等其他武器系统的制造和维修。4.热塑性复合材料自动铺丝速率突破每分钟百米年1月，美国电子碰撞公司利用英国维格斯公司的最新热塑性复合材料验证了其创新自动铺放设备性能，单向带的自动铺放速率提升至.6米/分钟；9月，该公司又利用日本东丽公司的先进热塑性复合材料印证了设备性能。电子碰撞公司通过研制可变光斑尺寸激光加热系统、优化龙门台架系统结构等对现有龙门台架式自动铺丝系统进行了改进，实现了大型热塑性复合材料构件高效成型，为热塑性复合材料在大尺寸航空航天结构件中的应用奠定重要基础。5.军用航空发动机金属增材制造部件首获美国空军适航资格年6月，通用电气公司宣称F喷气发动机增材制造油底壳盖的工程变更提案已获得美空军批准。该提案采用增材制造的钴铬油底壳盖替代已停产的铸造铝合金油底壳盖，是首个面向金属增材制造设计和生产的军用发动机部件，并通过了军方的合格性鉴定，对于推动增材制造技术在大型军用发动机上的应用，提高持续保障能力，降低供应链风险具有里程碑意义。6.DARPA“变革性设计”项目开发出新数学算法和设计工具年1月，DARPA宣布其“变革性设计”项目结束，已在数学算法和设计工具方面取得突破性创新成果。主要包括：自动推荐优化设计参数的机器学习算法，加速软体机器人设计的多功能仿真库，减少仿真数量、提高仿真效率和精度的算法，以及集成了设计空间探索与优化模块、多尺度材料建模与仿真模块、晶格结构设计模块的超复杂结构高保真设计CAD工具。该项目成果可用于增材制造等新兴工艺，为探索新兴制造方式、发挥材料潜能、设计制造超复杂结构等提供技术支撑。7.美国陆军实现大型铝合金战车车体机器人自动化焊接年8月，英国BAE系统公司称，在美国陆军制造技术子规划支持下，开发出自适应高能埋弧焊机器人敏捷制造单元。该焊接单元集成了大容量多轴定位系统、多机器人末端执行器、柔性夹具以及传感器套件，可用于大型铝合金车体自动化焊接，替代传统手工作业，提升焊接效率与质量。该焊接单元已成功用于自行榴弹炮、弹药补给车，以及多用途装甲车铝合金车体焊接。8.洛克希德·马丁公司加速推进数字化转型年，洛马公司加速推进“任务驱动的数字转型”战略实施，取得多项进展。3月，利用日本电气公司人工智能技术，提高复杂系统诊断效率。4月，推出5级“数字孪生成熟度模型”，促进数字孪生应用标准化。5月，将“星驱动”数字工程工具用于CHARLIE数字化原型机开发，对复合材料蒙皮装配进行虚拟仿真，有效提升装配质量与效率；与美空军合作建立软件工厂，为美国战略司令部开发生产任务规划与指挥控制软件程序，创建了基于云的敏捷开发环境，将攻击规划辅助（SAP）2.0系统交付时间从6个月缩短到2周。10月，开发5G技术在在国防领域中的自动化测试用例，以评估安全性，提高5G在整个生命周期的网络弹性。此外，该公司综合运用机器人、人工智能和增强现实等技术新建4家智能工厂，将用于战机、高超声速导弹等多种武器系统批量生产。9.美日加强数字工程在武器系统研制中的应用年2月，诺斯罗普·格鲁曼公司称使用数字工程快速研制“陆基战略威慑”洲际弹道导弹系统。6月，日本防卫省透露该国下一代战斗机F-X项目计划应用数字工程来提高设计、研制、生产和维护的质量和效率。8月，雷声技术公司称，正使用数字工程加速高超声速武器研制进程。9月，洛克希德·马丁公司称，正利用数字工程等重建F-16生产线，以降低F-16生产成本，提高质量。10月，美国雷声技术公称，正将数字工程应用于美国陆军“可选载人战车”设计，通过构建详细准确的计算机模型，虚拟建造、测试和分析战车，缩短研制周期，降低研制风险。10.美国海军支持研发出远程操控焊接系统年5月，在美国海军支持下，爱迪生焊接研究所研发的远程操控焊接原型系统完成演示验证。该系统充分利用了数字化、智能化和机器人技术进行实时数字化扫描、信号实时采集，以及人员动作捕捉与实时响应，解决了恶劣环境和复杂空间位置焊接难题，实现了工人在远程位置操控现场焊接设备进行清洁和安全焊接作业，有望颠覆现有焊接模式，营造安全清洁作业环境，有效提升焊接效率并降低焊接成本，缓解劳动力短缺。11.微型高分辨率聚合物转化陶瓷3D打印取得突破年5月，美国休斯研究实验室称，在DARPA微系统技术办公室“曲面红外成像仪焦阵列”项目资助下，利用投影微立体光刻技术突破了集成微电子器件封装的尺寸和细节限制。休斯研究实验室开发了聚合物转化陶瓷3D打印工艺，采用低粘度陶瓷前驱体树脂和超高分辨率、高通量投影显微立体光刻3D打印机打印了长径比大于：1的直孔和弯孔阵列，以及包含复杂通路的分辨率为2微米的通孔，之后将其金属化，以连接不同的器件和集成电路，克服了传统化学蚀刻等半导体加工方法仅能制造直通孔的极限。12.美研制出用于飞机维修的移动式自主涂装系统年7月，美国先进机器人制造创新机构宣布，由其资助、洛克希德·马丁公司牵头开发的基于商用现成硬件的移动式自主涂装系统成功通过多场景应用演示验证。该系统采用移动机器人基座，带有工业机械臂，能够对大型飞机部件进行精确涂覆，不需要重新编程或配备高成本夹具、静态涂覆设施，实现首次合格率提高50%，固定设施成本降低80%以上。该系统涂覆效果与专业涂装机器人相当，但通用性更强，适用于多种平台，已引起华纳罗宾斯空军后勤中心、海军水下作战中心等20余个美空军、海军维修保障部门的高度