US-Militärinnovationen werden mit fortschrittlicher Fertigung an die Front gedrängt

Nov 10, 2023

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Mindestens seit dem Ersten Weltkrieg ist das US-Militär der Hauptmotor der amerikanischen technologischen Innovation. Dies ist mittlerweile eine so abgedroschene Erzählung, die die Ursprünge von Atomwaffen bis zum Internet umfasst, dass sie kaum noch weiter ausgebaut werden muss. In letzter Zeit zeichnet sich jedoch eine immer bedeutendere Änderung der Geschichte ab, die dauerhafte Auswirkungen auf die zukünftige Beziehung zwischen Kampf und Technologie haben wird. Zudem handelt es sich hierbei nicht um eine bahnbrechende neue Erfindung. Es handelt sich vielmehr um eine weitreichende Innovation in der Art und Weise, wie Dinge erfunden werden, die durch die gesamte Bandbreite fortschrittlicher Fertigungstechniken katalysiert wird.

Militärische Forschung und Entwicklung wird nicht mehr ausschließlich akademischen und gemeinnützigen Institutionen überlassen, sondern findet vor Ort statt und wird im nächsten Jahrzehnt exponentiell an die Front vordringen. Obwohl viele verschiedene Technologiebereiche an diesem Wandel beteiligt sind, stehen 3D-Druck und Robotik im Mittelpunkt, wobei die Überschneidung zwischen beiden offenbar bei den jüngsten F&E-Förderbemühungen des Verteidigungsministeriums (DoD) von besonders hoher Priorität zu sein scheint.

Die Idee, dass man nicht nur Ersatzteile, sondern völlig neue Produkte nahe oder sogar an der Front des Kampfes herstellen kann, ist nicht neu und tatsächlich eine treibende Kraft hinter dem schrittweisen Aufbau von Kapazitäten für additive Fertigung (AM) im Pentagon die verteidigungsindustrielle Basis im letzten Jahrzehnt. Der Unterschied besteht nun darin, dass die Idee endlich in den Alltagsroutinen des US-Militärs, ganz zu schweigen von allen anderen Militärs auf der ganzen Welt, Wirklichkeit wird.

Dies zeigt sich in allen Bereichen der US-Streitkräfte, auf jeder Ebene des weitläufigen Leviathan, dem Pentagon. Vor einigen Wochen gab beispielsweise das Büro für Fertigungstechnologie des US-Verteidigungsministeriums die Gewinner eines Wettbewerbs namens „Point of Need Challenge“ bekannt, dessen Ziel genau das war, was man erwarten würde. Einer der Gewinner war ein Unternehmen, über das ich häufig schreibe, fast immer im gleichen allgemeinen Kontext der Produktion an vorderster Front: SPEE3D, der australische Erstausrüster (OEM) für Kaltspritz-AM. SPEE3D gewann für einen Vorschlag, gleichwertige oder überlegene Teile bei extremen Minustemperaturen zu drucken.

Ein weiterer 3D-Druck-OEM, nScrypt aus Orlando, gewann mit einem ähnlichen Vorschlag, der den Einsatz der nRugged-Plattform des Unternehmens zur Herstellung von Ersatz-Leiterplatten bei -40 °C beinhaltete. Der Gewinnervorschlag von nScrypt umfasste auch das Drucken einer maßgeschneiderten biomedizinischen Zahnspange in derselben Umgebung. Dies zeigt insbesondere, dass diese Geräte, sobald sie erfolgreich in großem Maßstab eingesetzt werden, nicht nur zum Drucken von Ersatzteilen für ältere Teile verwendet werden. Der umfassendere Punkt ist tatsächlich, dass das US-Militär möchte, dass seine Soldaten logistisch in der Lage sind, Dinge herzustellen, von denen sie nicht einmal wissen, dass sie sie brauchen, bis der Bedarf entsteht.

Allein in der vergangenen Woche wurden mehrere Nachrichten und Pressemitteilungen veröffentlicht, die genau dieses Thema hervorheben, und zwar bei der Luftwaffe, der Armee, der Marine und den Marines. Das wohl auffälligste Beispiel ist eine aktuelle Entwicklung im Southeast Regional Maintenance Center (SERMC) der US Navy in Mayport, Florida.

Nicholas Heinrich, der Chef des AM-Koordinators des SERMC, arbeitete mit einem der zivilen Techniker des Zentrums, Terry Henderson, zusammen, um ein völlig neues Werkzeug zu erfinden. Die Erfindung des Werkzeugs wurde durch ein Problem mit der neuesten Version des MK 15 Phalanx Close-in Weapons System (CWIS) erforderlich, das über neue Getriebemotoren verfügt, die sein Electro-Optical Stabilization Subsystem (EOSS) antreiben und es so abschießen lassen Drohnen und kleine, schnelle Überwasserschiffe.

Das Problem besteht darin, diese neuen Motoren auszutauschen. Bisher erforderte dies ein hohes Maß an Erfahrung der ausführenden Techniker und führte dennoch zu einer relativ hohen Ausfallquote. Wie Henderson gegenüber DVIDS erklärte: „Wir verwendeten zum Entfernen und Ersetzen am Motor verankerte Drahtbänder … [die] stark von einer Technik abhängig waren, die Erfahrung erforderte, da die physische Kontrolle des neuen Motors während des Zusammenbaus fehlte …“ Nachdem wir entschieden hatten, dass a Als das neue, bearbeitete Werkzeug immer noch die Erwartungen verfehlte, wechselte das Team zum Metall-3D-Druck, was in insgesamt sechs Wochen zur Erstellung, Konstruktion, Produktion und Erprobung eines brandneuen – und erfolgreichen – Werkzeugs führte.

Das alte Werkzeug zum Ausbau und Austausch von Motoren am MK 15 Phalanx CIWS. Bild mit freundlicher Genehmigung von DVIDS, SERMC und Scott Curtis

Im DVIDS-Beitrag über das neue Werkzeug erklärte Heinrich: „Das selbstausrichtende Design, das wir entwickelt haben, ermöglicht ein schnelles und einfaches Entfernen oder Installieren der Motoren mit großer Präzision … Unser Griff verhindert ein Festklemmen, indem er den Motor konzentrisch zur Stützhülse ausrichtet.“ Technik ist also nicht mehr erforderlich und ermöglicht jedes Mal einen festfressfreien Austausch des Motors, unabhängig von der individuellen Fähigkeitsstufe.“ Kapitän Justin Dowd, der befehlshabende Offizier bei SERMC, sagte: „3D-Drucker bieten Möglichkeiten zur kreativen Problemlösung, indem sie es den Seeleuten ermöglichen, die Verantwortung für ihre Reparaturen zu übernehmen. Das kontinuierliche technologische Wachstum von SERMC ist möglich, weil jemand in unserer Organisation sagte: ‚Es gibt einen besseren Weg.‘ „um dies zu tun“ und nutzten unsere [AM]-Fähigkeiten.“

Nicholas Heinrich hält das 3D-gedruckte Werkzeug. Bild mit freundlicher Genehmigung von DVIDS, SERMC und Scott Curtis

Diese letzte Aussage fasst perfekt den zentralen roten Faden zusammen, der das Verteidigungsministerium in diese Richtung treibt: Die Leute, die tatsächlich für die tägliche Durchführung von US-Militärmissionen verantwortlich sind, können ihre Arbeit nicht mehr tun, wenn sie ständig auf höhere Erwartungen warten -ups, um jede Drehung eines Schraubenziehers oder jeden Knopfdruck zu genehmigen. Das bedeutet nicht, dass ein neues Werkzeug wie das von SERMC entwickelte sofort vom Zeichenbrett in die Massenproduktion übergeht. Es bedeutet vielmehr, dass die Verwaltungsseite der größten Bürokratie der Geschichte nun wirklich an Rückmeldungen aus der Basis interessiert ist.

Darüber hinaus wird dieses Feedback nun über tatsächliche Kanäle beantwortet, die die besten Ideen realistisch in die gesamte militärische Lieferkette leiten können. Im Fall der SERMC erhält die Organisation derzeit Patente für ihr neues Werkzeug im Rahmen des Record of Invention-Prozesses und stellt gleichzeitig die Blaupausen dem Mid-Atlantic Regional Maintenance Center (MARMC) der US-Marine zur Verfügung. Laut SERMC kostet die Herstellung des Werkzeugs nur 30 bis 40 US-Dollar und ermöglicht es Technikern, fast fünf Stunden Reparaturzeit einzusparen.

Unterdessen deuten die Berichte der Marines und der anderen Truppengattungen dieser Woche darauf hin, dass, egal auf welchen Teil der US-Streitkräfte Sie Ihren Fokus richten, derselbe Prozess Einzug hält. In Aktualisierungen seines Force Design 2030-Plans, der am Montag, dem 5. Juni 2023, veröffentlicht wurde, gab das Marine Corps bekannt, dass es die Schaffung eines neuen Berufsfelds erwägt, das sich ausschließlich dem Betrieb intelligenter Robotik und autonomer Systeme widmet. Die Aktualisierungen beruhten größtenteils auf Lehren aus den anhaltenden Konflikten in Osteuropa. Auch wenn die Marines zu diesem Zweck keine ganz neue Spezialeinheit schaffen, plant der Dienst auf jeden Fall, bis September dieses Jahres Robotik in seine Ausbildungszentren zu integrieren.

In ähnlicher Weise wurde in einem Artikel im Fayetteville Observer eine neue Einheit vorgestellt, die bereits im vergangenen März in der 82. Luftlandedivision der US-Armee in Fort Bragg gebildet wurde. Die Einheit heißt Gainey Company und besteht aus drei Zügen und dem sogenannten Airborne Innovation Lab, das lediglich aus zwei Soldaten, drei zivilen Auftragnehmern und Produktionsausrüstung einschließlich 3D-Druckern besteht. Gainey Company legt außerdem Wert auf die Vermittlung der neuesten Innovationsinstrumente und beschränkt die Teilnahme vor allem nicht auf ein bestimmtes Berufsgebiet: Ziel ist es, die neuen Fähigkeiten in möglichst viele Hände zu bringen.

Als ranghöchster Mannschaftsführer der Division war Command Sgt. Maj. Randolph Delapena sagte dem Observer: „Soldaten wollen etwas machen, um den Formationen zu helfen, und all die kleinen Dinge, die sie durcharbeiten, worüber sie in einer Kaserne und in ihrer Kompanie reden, darauf muss man zurückgreifen.“ diese Energie aus.“

Schließlich zeigte sich dieser Geist am 6. Juni auf der Elgin Air Force Base der US-Luftwaffe in Florida, wo das 350. Spectrum Warfare Wing (SWW) faszinierenderweise eine Veranstaltung namens „Shark Tank 2023“ abhielt. (Die staatliche Finanzierung von Forschung und Entwicklung hat schnell die Form einer Spielshow angenommen, und überraschenderweise scheint dies nur am Rande mit der Tatsache zusammenzuhängen, dass der Moderator von The Apprentice einst Präsident war.) Vierzehn Mitglieder aus „allen Ebenen des Flügels“ präsentierten jeweils eine Stellen Sie Ihre Idee einem fünfköpfigen Expertengremium vor, das später in diesem Monat bekannt geben wird, dass eine der Ideen gefördert wurde.

Der Kommandochef des 350th SWW, David S. Southall, sagte: „Viel zu oft schaffen es großartige Ideen und Innovationen nicht, sich durch die bürokratische Ebene der Luftwaffe zu schlagen, bevor sie einen Entscheidungsträger erreichen, der über das Geld, die Ressourcen und die Fähigkeit dazu verfügt.“ Sag ja'." Auf die surrealste und banalste Weise orientiert sich das Pentagon direkt am Großkapital. Es geht darum, dem Durchschnittsverbraucher zuzuhören, wobei die einzige Besonderheit darin besteht, dass der Durchschnittsverbraucher in diesem Fall ein Angehöriger der US-Streitkräfte ist.

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