新型鎢合金穿甲彈——3D打印,塑造穿甲“新動能”-新華網
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2025 04/22 17:34:54
來源:中國國防報

新型鎢合金穿甲彈——3D打印,塑造穿甲“新動能”

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  據外媒報道,近日,兩家國外增材製造(3D打印)公司聯合推出一款採用最新3D打印技術製造的鎢合金穿甲彈。與採用傳統工藝製造的鎢合金穿甲彈相比,其穿甲能力提高了不少,主要面向高速衝擊場景下的軍事應用需求。

  3D打印帶來新思路

  穿甲彈是坦克等裝甲戰鬥車輛裝備的主要彈種,作戰時依靠彈丸的強大動能貫穿目標並將其摧毀,被認為是地面裝甲車輛的“剋星”,也是各國軍工科技研究的重點。金屬鎢憑藉極高的熔點和密度、優異的高溫硬度特性,成為穿甲彈的理想材料。目前廣泛使用的鎢合金穿甲彈,具有密度高、穿甲能力強等優點,其彈芯就是採用純鎢或鎢合金製造的。然而,金屬鎢的這些優異特性,也給鎢合金穿甲彈的製造帶來巨大挑戰,採用傳統工藝難以實現高效加工,生産中的溫度變化可能導致脆性斷裂風險。這一系列問題,使鎢合金穿甲彈的製造成為一項技術門檻極高、生産成本高昂的工程。3D打印技術的快速發展,為鎢合金穿甲彈的製造帶來了新的方法和思路。

  3D打印技術,又名增材製造技術,近年來被廣泛應用於軍事裝備製造領域。其中,電子束粉末床熔融技術是3D打印技術中最先進的一種。該技術以高能電子束作為熱源,以金屬粉末作為原材料,在真空環境下使用電子束逐層熔化金屬粉末,再通過層層堆疊方式形成實體零件。這個打印過程可以精確控制零件結構精度,還可以按需製造具有複雜內部結構的零件。採用這種3D打印技術製造的鎢合金穿甲彈,不僅重量較傳統鎢合金穿甲彈降低15%,而且彈芯的質量分佈得到優化,可降低飛行阻力。測試表明,這種3D打印鎢合金穿甲彈在2000米/秒的初速下,穿透均質鋼裝甲的厚度比傳統穿甲彈提升15%,且彈芯殘骸的完整率提高近3成。

  穿甲性能更突出

  現代戰場上,主戰坦克的複合裝甲、反應裝甲及主動防禦系統給穿甲彈作戰增加了難度。在高速衝擊場景下,穿甲彈需要在極短的時間內集中動能,突破多層防護並保持結構完整,3D打印鎢合金穿甲彈的性能優勢在此場景下表現得尤為突出。

  殺傷力更大。鎢合金的材料密度是鋼的2.5倍,這意味着在同等條件下,鎢合金彈頭的質量更大,動能也更大。另外,3D打印的鎢合金穿甲彈的彈芯內部結構得到優化,硬度提升近30%,抗斷裂能力更強,能夠在高速衝擊下保持完整並穿透多層裝甲。靶場測試結果顯示,在同等規格的射擊條件下 ,採用3D打印的鎢合金穿甲彈在2000米距離上,擊穿650毫米均質鋼裝甲後的飛行速度比傳統穿甲彈快近10%,且穿透後形成的破片雲更為集中,二次毀傷效果更明顯。

  抗高溫與抗變形。在高速衝擊時,穿甲彈彈體前端的最高溫度達數千攝氏度,足以熔化其他材料。金屬鎢熔點高達3422攝氏度,且3D打印技術形成的緻密晶格結構,能有效抑制高溫下出現的塑性變形情況。測試表明,3D打印鎢合金穿甲彈在高速衝擊下,彈體變形量低於1毫米,而傳統的鎢合金穿甲彈彈體變形量達3至5毫米。彈體變形量越小,穿透穩定性越高,能夠滿足連續穿透3層間隔裝甲的戰術需求。

  侵徹性更強。現代複合裝甲通常採用“軟—硬—軟”多層結構,傳統的鎢合金穿甲彈易在中間層被“卡死”。3D打印鎢合金穿甲彈通過彈頭前端的“自銳”設計,可在撞擊時自動削除前端鈍化面,保持彈頭前端的尖銳形態。另外,彈體內部的空腔結構可引導衝擊波向裝甲內部擴散,避免能量集中導致彈體過早斷裂,這種設計使其對複合裝甲的穿透性更強,同時降低了“跳彈”的概率。

  作戰應用範圍廣

  3D打印鎢合金穿甲彈適用於高速衝擊作戰場景,提升坦克的反裝甲作戰能力。另外,它還可以出現在特種作戰與精確打擊行動中。3D打印鎢合金穿甲彈的結構精度與可定制化打印等特性,使其非常適用於特種作戰和精確打擊任務。

  未來,隨着3D打印技術不斷走向成熟與完善,以及新材料、新工藝涌現,3D打印鎢合金穿甲彈將很快從實驗室走向戰場,成為戰場上的“破甲之矛”。與此同時,3D打印技術也將廣泛用於航天製造、軍事後勤保障等領域,成為智能化軍事裝備製造的重要推手。

【糾錯】 【責任編輯:高強】