OKINAWA, Japão — Num ambiente contestado, a diferença entre sucesso da missão e falha pode depender de mais do que a disponibilidade de munição, combustível ou pessoal. Pode descer para se os Marines podem reparar equipamentos danificados ou fabricar peças de substituição antes que as cadeias tradicionais de suprimentos possam entregá- las. Para enfrentar esse desafio, EUA Marinhas com Companhia de Reparação Intermediária, 3 Batalhão de Manutenção, 3 rd Grupo Logístico Marinho, parceria com engenheiros, cientistas e peritos da indústria durante o Valent Shield 26 para testar capacidades de fabricação avançadas projetadas para transformar a sustentação no Indo- Pacífico. De junho 1 até julho 1, Marinhas participaram da Manufactura Avançada Resiliente para Ambientes Concorrenciais, ou RAMFORCE, uma iniciativa organizada pelo Escritório do Subsecretário de Defesa para Pesquisa e Engenharia. O evento inovador reuniu pessoal militar, laboratórios governamentais e indústria privada para avaliar como tecnologias de fabricação avançadas poderiam permitir que forças expedicionárias reparassem, substituíssem e até produzissem equipamentos críticos no ponto de necessidade. Trabalhando junto com representantes dos EUA Centro de Armamentos do Comando de Desenvolvimento do Exército, Centro de Guerra de Superfície Naval Carderock, Instalação de Demonstração de Fabricação do Laboratório Nacional Oak Ridge, RGBSI Aerospace and Defense, nScrypt e Haas Automation, Marines ganharam experiência prática com tecnologias destinadas a reduzir cargas logísticas e aumentar a flexibilidade operacional durante operações distribuídas. Enquanto cada experimento focava em uma capacidade diferente, eles juntos demonstraram uma visão maior de integração da engenharia digital, da fabricação avançada e da sustentação expedicional em um único ecossistema conectado.
"Como força, estamos apenas amplamente, e em geral, ciente das técnicas e produtos de fabricação aditiva e subtraída, mas a RAMFORCE não é apenas sobre fabricação avançada — é sobre integração", disse Maj. Daniel Krake, comandante da empresa de reparação intermediária. "Por conta própria, cada evento é fascinante; combinados entre mercadorias, eles estão mudando de jogo." Em vez de depender apenas de cadeias de suprimentos estabelecidas, o evento explorou como os Marines poderiam fabricar componentes, reparar eletrônicas, fabricar peças de substituição e construir sistemas sem tripulação enquanto operavam a partir de locais dispersos em toda a Primeira Cadeia da Ilha. Uma das primeiras capacidades aprendidas pelos Marines envolveu a fabricação aditiva de eletrônica usando o sistema nRugged do nScrypt, uma plataforma robusta capaz de reparar placas de circuito danificadas em ambientes austeros. Em vez de substituir uma montagem eletrônica inteira, os Marines aprenderam a diagnosticar falhas, restaurar vias elétricas danificadas e substituir componentes falhados diretamente nas placas de circuito. O sistema também permitiu que os usuários recriassem circuitos danificados usando esquemas existentes e fabricassem rodadas elétricas totalmente novas quando necessário. "Esta máquina toma fotos fechadas de cartões de circuito", disse o Staff Sgt. Ryan Grillo, uma empresa de reparação intermédia Marine e líder de equipe de experiências. "Ele os fragmenta em uma foto de alta definição da placa de circuito. Uma vez montada e catalogada a placa de circuito, o nRugged tem várias cabeças de ferramenta capazes de substituir componentes, reparar rodas elétricas e criar rodas elétricas totalmente novas." A capacidade representa uma mudança significativa de substituir eletrônicas caras para consertá-las para a frente, reduzindo os tempos de inactividade ao mesmo tempo que minimiza a dependência de inventários de substituição.
Perto dele, outra equipe de Marines explorou o reparo de pulverização a frio, um processo que restaura componentes metálicos usados ou danificados acelerando o metal em pó em superfícies existentes sem derreter o material de base. "A máquina de pulverização a frio lança pó de metal a velocidades subsônicas", explicou o Staff Sgt. Huffman, equipe de experiência liderada com a Companhia de Reparação Intermediária. " Neste caso, estamos usando alumínio e níquel em 375 graus Celsius. Ele constrói uma camada de novo metal superior à superfície original antes de ser usinado de volta à especificação." Em vez de esperar que os componentes de substituição cheguem, os Marines treinaram para restaurar peças danificadas já no teatro, prolongando a vida útil do equipamento enquanto melhoram a prontidão operacional. Capacidades de reparação avançadas continuaram com demonstrações de fabricação híbrida lideradas pela Instalação de Demonstração de Fabricação do Laboratório Nacional Oak Ridge. Usando uma máquina híbrida aditiva, os participantes demonstraram como componentes danificados poderiam ser digitalmente digitalizados, recriados e fabricados usando processos de fabricação aditiva e subtraída dentro de uma única máquina.
O cientista de pesquisa Blane Fillingim explicou que o processo começa criando um modelo tridimensional preciso de uma peça existente usando scanners ópticos avançados. Uma vez digitalizada, a máquina deposita o metal através da fabricação de aditivos alimentados com fios antes de mudar automaticamente para ferramentas de usinagem de precisão para terminar o componente final para especificação. O objetivo, disse Fillingim, é agilizar o processo para que os membros do serviço com experiência especializada mínima possam reproduzir com sucesso componentes críticos usando kits de equipamentos padronizados implantados junto com forças expedicionárias. A equipe de fabricação híbrida também colaborou diretamente com engenheiros que suportam outro experimento da RAMFORCE, produzindo componentes especializados necessários para projetos de fabricação em curso e demonstrando como múltiplas capacidades de fabricação avançadas poderiam suportar- se em tempo real. Enquanto alguns Marines focavam na fabricação de peças físicas, outra equipe explorou como essas peças e os dados técnicos necessários para constrói- las poderiam ser transmitidos de forma segura através de ambientes operacionais distribuídos. O Digital Manufacturing Exchange, ou DMX, demonstrou como pacotes de dados técnicos poderiam ser compartilhados de forma segura entre unidades militares e parceiros da indústria, permitindo aos usuários autorizados fabricar componentes aprovados independentemente da sua localização física.
De acordo com Zach Brandon, diretor de engenharia da RGBSI Aerospace e Defesa, o sistema serve como uma coluna vertebral digital segura que controla o acesso à informação técnica, permitindo aos fabricantes receber pedidos de produção aprovados e documentação de suporte. A plataforma também permite que as operações de fabricação continuem em ambientes desconectados antes de sincronizar informações uma vez que as comunicações sejam restauradas. Para forças expedicionárias operando através das vastas distâncias do Indo- Pacífico, a capacidade de transmitir dados de fabricação com segurança pode ser tão valiosa quanto transportar peças de substituição física. Krake disse que a integração continua a ser o verdadeiro objetivo por trás da RAMFORCE. "Temos especialistas avançados em sistemas de fabricação e informação trabalhando junto com nossos Marines para estabelecer novos métodos para trocar pacotes de dados técnicos entre a indústria e os membros do serviço implantados", disse Krake. "Nós os temos trabalhando com tanto eletrônicos como mecânicos de manutenção Marines para reduzir os tempos de inatividade do equipamento, permitindo-lhes colaborar para criar plataformas marítimas flexíveis e desplegáveis." Entre as demonstrações mais ambiciosas estava a Fabricação de Sistemas Atríveis em Escala, ou MASS, uma iniciativa focada na produção rápida de plataformas marítimas de baixo custo usando equipamentos de fabricação e materiais disponíveis comercialmente. Marinhas trabalhavam lado a lado com engenheiros da NSWCC para construir um 7 -metro de espuma de raiding arte projetada para ser fabricada inteiramente em teatro. Em vez de mostrar um único barco, o projeto demonstrou um processo de fabricação capaz de produzir uma variedade de plataformas expedicionárias perto do ponto de necessidade.
"A forma do casco não é o objetivo", disse Marissa Stecko, engenheiro mecânico que suporta operações de logística e fabricação com NSWCC. "É a fabricação que estamos tentando mostrar." Usando apenas três peças primárias de equipamento, um roteador de controle numérico de computador, um polímero de grande formato 3 Impressora D e sistema de espuma e revestimento de spray, a equipe produziu um casco modular usando materiais selecionados intencionalmente para sua disponibilidade mundial. "O objetivo seria modificar este processo de fabricação para tornar qualquer plataforma que fosse utilizável para o Corpo de Marinhas, a Marinha ou quem precisar", disse Stecko. "Fazemos o trabalho de design no back- end e empurramos esses arquivos digitais para o usuário final para que possam fabricar a plataforma onde é necessário." A abordagem procura reduzir um dos maiores desafios logísticos enfrentados pelas operações expedicionais: transportar sistemas grandes e caros por milhares de milhas de oceano. Em vez de enviar plataformas completas para teatro, os engenheiros imaginam o transporte de equipamentos compactos de fabricação e arquivos de design digital, permitindo que os Marines fabriquem equipamentos usando materiais de origem local. Stecko disse que a equipe foi anterior 5 -metro protótipo casco foi fabricado em aproximadamente 16 horas de trabalho usando aproximadamente $ 11,000 valor de materiais – reduzindo dramaticamente os custos de produção e os cronogramas de fabricação em comparação com os métodos tradicionais.
"Temos razões para acreditar que, uma vez completamente escalado, poderíamos fabricar um 5 - plataforma de metro a cada quatro horas com uma equipe de 12, e um 7 - plataforma de metro a cada seis horas", disse Stecko. "Ainda estamos na fase de prototipagem, mas há uma enorme quantidade de potencial." Os próprios navios são projetados para equilibrar a acessabilidade com a capacidade operacional. Embora as plataformas expedicionais convencionais representem frequentemente investimentos financeiros significativos, o conceito MASS foca- se em sistemas de produção rápida capazes de suportar logística, reconhecimento e outras missões operacionais sem confiar em cronogramas tradicionais de aquisição. Após a fabricação, a nave recebe um revestimento protetor de poliureia antes de ser equipada com um motor fora-bordo. A plataforma pode ser operada convencionalmente ou integrada com um kit de autonomia que permite aos operadores a transição entre operações tripuladas e não tripuladas. Essa capacidade foi demonstrada em junho 29 durante testes operacionais na White Beach Naval Facility. Após ser transportado do site de fabricação, o 7 -metro FRC entrou na água equipada com um 300 - cavalo de potência Mercury motor forabordo e um sistema de controle autônomo desenvolvido pelo Fort Robotics.
Para a demonstração, o navio completou operações com e sem tripulação, incluindo navegação autônoma por waypoint. Enquanto as distâncias de controle remoto foram intencionalmente limitadas para cumprir com as regras japonesas, os engenheiros explicaram que futuros aplicativos poderiam alavancar as comunicações por satélite para ampliar drasticamente o alcance operacional. A demonstração também serviu como o culminação de outro experimento da RAMFORCE: Imprimir no Movimento. Em vez de avaliar a fabricação aditiva numa oficina estacionária, os Marines testaram se o polímero 3 As impressoras D poderiam continuar a produzir peças enquanto eram transportadas a bordo de veículos táticos e embarcações. O experimento avaliou múltiplos impressoras, materiais de impressão e plataformas de software disponíveis comercialmente para determinar quais combinações poderiam suportar as vibrações e condições ambientais associadas às operações expedicionárias. "Somos engenheiros treinando- os sobre como operar estas impressoras", disse o Dr. Cindy Waters, gerente de ciência e tecnologia sênior com NSWCC. "Nós nos especializamos na fabricação avançada, e estamos aqui para apoiar os Marines com o que eles precisam ao longo da semana." Águas disse que testes extensos realizados antes do Escudo Valiant 26 ajudou a identificar sistemas capazes de operar de forma confiável em condições exigentes, enquanto permanecem práticos para os membros do serviço implantados.
"As impressoras variam de ser bastante caras para realmente acessíveis", disse Waters. "Muita pesquisa foi feita na seleção dessas impressoras para garantir que elas são confiáveis, repetibles e robustas." Durante a demonstração final, uma impressora continuou fabricando um componente enquanto era transportada para White Beach antes de ser transferida a bordo do FRC, onde a impressão continuou enquanto o navio operava na água. A demonstração bem sucedida destacou o potencial de forças expedicionárias para fabricar componentes críticos para a missão enquanto se desloca entre locais operacionais, reduzindo ainda mais os atrasos associados à logística tradicional. Os líderes militares sênior observaram o culminou da RAMFORCE durante a demonstração de White Beach, incluindo o Tenente. Gên. Roger Turner, General de comando da III Força Expedicionária Marinha; Japan Ground Auto- Defense Force Lt. Gên. Seiji Toriumi, comandante do Exército Ocidental; e Brig. Gên. Christopher Haar, comando geral de 3 rd MLG. Os líderes montaram a bordo da embarcação recém fabricada como engenheiros demonstraram suas capacidades.
O pessoal da NSWCC também mostrou o Submersível de Enxame Autonomo de Orçamento Configurable, um veículo submarino não tripulado de baixo custo projetado para coletar dados do fundo do mar, ao mesmo tempo que suporta operações marítimas distribuídas. O evento terminou com o reconhecimento de vários Marines cujas contribuições suportaram a experimentação da RAMFORCE. Turner apresentou moedas de desafio para o Sgt. Jamaare Brown, um maquinista com 9 o Batalhão de Suporte de Engenheiros, 3 rd MLG e Lance Cpl. Blake Isaacson, um técnico de sistemas de utilidades da Companhia de Reparação Intermediária. As medalhas de realização do corpo marinho e marinho foram apresentadas ao Cpl. Noah Uhrbrock, um técnico de calibração com a Companhia de Reparação Intermediária, e Lance Cpl. Jesse Dendy, um técnico de veículos de combate anfíbios com a Companhia de Reparação Intermediária. Para os líderes que supervisionam a experimentação, as tecnologias demonstradas durante a RAMFORCE representam mais do que inovações isoladas. Juntos, eles formam um ecossistema de sustentação integrado capaz de reduzir o tempo de inactividade do equipamento, fortalecendo parcerias regionais e aumentando a resistência operacional em ambientes disputados. "O poder da fabricação aditiva é que ele é adaptável ao wh.