美國(guó)海軍已在弗吉尼亞級(jí)潛艇華盛頓號(hào) (SSN-787) 上安裝了首個(gè)焊接 3D 打印金屬部件，這標(biāo)志著增材制造首次在艦隊(duì)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(rèn)證，在樸茨茅斯海軍造船廠的維護(hù)過程中快速生產(chǎn)和集成，減少了供應(yīng)鏈延誤，支持更快的維護(hù)周期，并增強(qiáng)了美國(guó)攻擊潛艇艦隊(duì)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(guó)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(biāo)志著在艦隊(duì)內(nèi)的實(shí)際使用邁出了一步。該組件是安裝在華盛頓號(hào)航空母艦 (SSN-787)上的銅鎳法蘭，代表了第一個(gè)為美國(guó)現(xiàn)役核動(dòng)力攻擊潛艇焊接和認(rèn)證的 3D 打印金屬部件。檢查和測(cè)試于 2026 年 3 月 9 日完成，隨后于 3 月 18 日進(jìn)行安裝，這表明在有限的維護(hù)可用期內(nèi)壓縮了驗(yàn)證和部署時(shí)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(gè)潛艇部隊(duì)的增材制造一體化。這項(xiàng)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(jìn)行的，這對(duì)于擴(kuò)大整個(gè)海軍維護(hù)基礎(chǔ)設(shè)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(shè)備之間的連接接口，要求具有耐腐蝕、耐壓和機(jī)械應(yīng)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(yīng)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(hù)計(jì)劃期間確定的特定操作要求驅(qū)動(dòng)的，這表明增材制造正在應(yīng)用于解決直接的供應(yīng)限制，因?yàn)閭鹘y(tǒng)制造的法蘭將需要更長(zhǎng)的采購(gòu)時(shí)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(fù)載條件下的長(zhǎng)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(guó)海軍對(duì)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(shù)，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(jī)加工相比，這可以縮短交貨時(shí)間，特別是對(duì)于生產(chǎn)數(shù)量有限或幾何形狀復(fù)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(diào)采購(gòu)的，這表明海軍維修設(shè)施與外部增材制造供應(yīng)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(yàn)部門進(jìn)行驗(yàn)證，然后再進(jìn)入認(rèn)證流程。從減材生產(chǎn)到增材生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變減少了材料浪費(fèi)，并實(shí)現(xiàn)了更靈活的制造，特別是對(duì)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(yīng)鏈解決方案的使用，同時(shí)也體現(xiàn)了針對(duì)美國(guó)海軍的保障需求建立新的分布式生產(chǎn)模式。法蘭的認(rèn)證過程需要全套檢查、材料測(cè)試和焊接鑒定程序，以確保符合海軍標(biāo)準(zhǔn)。

這包括驗(yàn)證機(jī)械性能、尺寸精度以及與潛艇維護(hù)中使用的現(xiàn)有焊接技術(shù)的兼容性。由工程師和貿(mào)易專家組成的專門團(tuán)隊(duì)對(duì)增材制造材料進(jìn)行了全面的焊接鑒定，該材料在微觀結(jié)構(gòu)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(yàn)證焊縫在操作條件下（包括壓力波動(dòng)和長(zhǎng)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(duì)公共造船廠內(nèi)用于潛艇的焊接增材制造部件進(jìn)行認(rèn)證的第一個(gè)實(shí)例。