Технологии двойного назначения используются в нескольких секторах, часто сглаживая разрыв между коммерческим и оборонным применением. Аддитивное производство (АП), когда-то рассматривавшееся в первую очередь как инструмент для создания прототипов, теперь превращается в полномасштабное производство в таких разных отраслях, как оборона и энергетика. Оба эти направления зависят от высокотехнологичных, устаревших активов и сталкиваются с дорогостоящими простоями при выходе из строя критически важных систем. Кроме того, оба опираются на хрупкие цепочки поставок, подверженные сбоям.

Аддитивное производство двойного назначения открывает путь к инновациям и повышению устойчивости, позволяя быстрее и гибче производить критически важную оснастку и детали. Но оно также сопряжено с трудностями: от преодоления препятствий, связанных с сертификацией, и рисков кибербезопасности до согласования прав интеллектуальной собственности и прав на данные в разных отраслях.

Одно из самых серьёзных препятствий — это квалификация и сертификация. Оборонные системы должны соответствовать строгим военным стандартам, в то время как энергетика регулируется собственными отраслевыми требованиями. Каждый сектор предъявляет высокие требования к контролю технологических процессов, проверкам и целостности данных. Однако их подходы различаются: для обеспечения уровня гарантий, необходимого для каждого сектора, используются разные подходы, стандарты и методы проверки.

В результате одобрение одного регулирующего органа или производителя редко может быть передано другому. Это создаёт избыточность, повышает затраты и замедляет внедрение. Преодоление этих барьеров потребует единого подхода к стандартам и квалификациям, который позволит укрепить доверие между традиционно разрозненными секторами.

Признаки прогресса: примеры двухсекторных исследований

Несмотря на эти трудности, обе отрасли добиваются прогресса. Ниже приведены лишь несколько примеров:

• Siemens Energy: Благодаря AM компания Siemens Energy усовершенствовала производство газовых турбин, ускорив внедрение инноваций, улучшив конструкцию компонентов и сократив выбросы углерода. Флагманская турбина Siemens SGT-9000 HL является движущей силой электростанции Keadby 2 в Великобритании , достигнув мирового рекорда эффективности в 18% и установив новый стандарт в области устойчивой энергетики.
• Министерство обороны США (DoD) и компания America Makes: проекты, такие как Delta Qual , реализуемые Министерством обороны США совместно с America Makes и несколькими отраслевыми партнерами, направлены на изучение возможности быстрой и экономически эффективной квалификации материалов для АП . Этот проект направлен на ускорение и снижение рисков при внедрении АП путем установления базовых требований к квалификации оборудования для лазерной плавки порошков, демонстрации того, как распространить эту квалификацию на различные типы оборудования, и предоставления возможности различным поставщикам надежно производить детали из сплава Ti-6Al-4V аэрокосмического качества в соответствии с отраслевыми спецификациями.
• ExxonMobil и Университет штата Луизиана (LSU): В комплексе компании ExxonMobil в Батон-Руж в рамках партнерства с LSU была разработана новая разработка противозатекающего устройства для машин с использованием лазерной сварки порошка. Команда применила принципы проектирования для АМ, чтобы создать более безопасный, прочный и модульный компонент, значительно сокративший сроки поставки. Проект не только повысил производительность в сложных условиях, но и продемонстрировал эффективность сотрудничества между промышленностью и научным сообществом, продемонстрировав, как АМ укрепляет современные промышленные процессы и готовит следующее поколение инженеров к будущему энергетической инфраструктуры.

Подобные успехи прокладывают путь к масштабируемому внедрению.

Стратегическая синергия и возможности

По сути, оборона и энергетика сталкиваются с поразительно схожими требованиями: эффективностью в экстремальных условиях, быстрым реагированием на сбои и снижением зависимости от хрупких цепочек поставок. Аддитивные технологии двойного назначения помогают удовлетворить эти потребности за счёт:

• Сокращение сроков и затрат на изготовление продукции: в то время как литье и поковки могут занять более года, AM поставляет прототипы и детали за несколько недель.
• Повышение производительности в суровых условиях: АП позволяет использовать решетчатые структуры, конформное охлаждение и современные сплавы, которые повышают устойчивость к воздействию тепла, давления и коррозии.
• Поддержка распределенного производства: производство в месте возникновения потребности снижает зависимость от отдельных поставщиков и уязвимых логистических сетей, что особенно ценно в отдаленных или спорных районах.

Роль Америки делает

Будучи национальным институтом инноваций в области аддитивного производства, America Makes обладает уникальными возможностями для развития аддитивных технологий двойного назначения. Благодаря обширной сети партнёров из государственных органов, промышленности и академических кругов, институт выступает в качестве технического органа, устраняющего пробелы в стандартах и ​​квалификациях, координатора, содействующего сотрудничеству между традиционно разрозненными секторами, и катализатора инноваций, укрепляющих национальную безопасность и стимулирующих экономический рост.

Для раскрытия полного потенциала двойного назначения аддитивных технологий (АП) требуется целенаправленное сотрудничество между представителями оборонной и энергетической отраслей. Предстоящий саммит «Аддитивное производство для нефтегазовой отрасли» , организованный Институтом стратегий Ascentis (ASI) 15–16 октября в Хьюстоне, штат Техас, продемонстрирует, как производители оригинального оборудования, поставщики услуг и конечные пользователи продвигают внедрение АП в нефтегазовой отрасли. Это мероприятие призвано способствовать обмену знаниями для расширения партнёрства и взаимодействия в отрасли.

Благодаря согласованию дорожных карт, совместному использованию инфраструктуры и демонстрации реальных приложений эти два сектора могут снизить риски внедрения аддитивных технологий, сократить расходы на жизненный цикл и владение и, в конечном итоге, ускорить прорывы в области материалов, процессов и цифрового инжиниринга.

Результат двойной: более высокая устойчивость цепочки поставок США и повышение готовности, безопасности и производительности как оборонных, так и энергетических систем.

По мере развития АП , его потенциал двойного назначения предлагает нечто большее, чем просто технические достижения; он представляет собой стратегическую возможность изменить подход страны к решению промышленных задач. Объединяя потребности обороны и энергетики, АП может способствовать созданию более гибкой, безопасной и конкурентоспособной производственной базы. Путь вперёд потребует настойчивости, партнёрства и дальновидности, но результатом станет более сильная и устойчивая Америка, способная отвечать требованиям сегодняшнего дня и одновременно быть готовой к неопределённости завтрашнего дня.

Источник