美国国防部的总结表明,该计划近年来实施的项目不仅为美军降低武器装备采办成本做出了巨大贡献,而且为提升美军武器装备的性能和品质提供了有力支撑。此外,该计划还对美国政府实施振兴美国制造业战略发挥了突出作用,引领并推动了一批国家制造创新网络项目的实施。

  (1)复合材料先进钻孔工艺项目。

  该项目提供了各种航空航天材料钻孔的经济可承受性方法,开发了复合材料/金属叠层钻孔模型验证软件,能够在2D和3D环境下分析加工工艺,从而使刀具寿命延长100%,每个孔生产成本减少75%,提高了材料去除率。

  (2)实现空军的陶瓷基复合材料在线纤维涂层项目。

  该项目通过改变陶瓷基复合材料工艺流程,使陶瓷基复合材料实现工程化应用,代替了原来的超耐热合金在涡轮发动机上的应用,减轻了重量,对提高航空发动机燃油效率,提升速度和加速度以及耐久性都有重要贡献。

  (3)改进芯片级原子钟制造工艺和经济可承受性项目。

  该项目克服了之前芯片级原子钟不适宜大批量生产的问题,提升了制造工艺自动化水平,提高了生产能力(从100件/年提高到4万件/年),使单位成本减少到200美元(原为8700美元)。

  (4)增材制造技术制造发动机叶片铸造型芯项目。

  该项目克服了原有技术生产准备周期长的问题,将增材制造陶瓷型芯的制造成熟度从4级提升到6级,扩大了生产能力,并可节省铸造型芯工装成本33%~50%。

  (5)空军微机电系统(MEMS)集成封装项目。

  通过改变MEMS陀螺和加速度传感器制造工艺,使器件集成度提高,从而提高INS/GPS抗干扰能力,降低功率需求,同时增加导航精度,满足陆海空下一代智能武器小型化/低成本需求。

  "ManTech"计划引领并带动国家制造创新网络项目实施

  从美国国防部"ManTech"计划研究的4个领域(即金属成形与制造、电子产品加工与制造、复合材料加工与制造和先进制造集合体)来看,每个领域的研究成果都对美国国家制造创新机构的建立和运行起到了引领和支撑作用,充分发挥了该计划军转民的带动效应。国防部牵头组建的制造创新机构中的前三个已经成为最好的例子。

  (1)"美国制造"机构,重点开展加速应用增材制造技术的研究。

  "ManTech"计划早在2003年就安排了与之相关的激光增材制造研究项目,并曾获得国防制造技术成就奖;近两年又安排了一些应用研究项目,如增材制造薄壁换热器验证项目、增材制造发动机叶片铸造型芯项目等,"ManTech"计划为美国制造机构开展增材制造推广奠定了良好基础。

  (2)轻量和现代金属制造创新机构。

  该机构主要开展先进轻质金属研究,目的是生产出更轻的组件和产品。这一主攻方向也是"ManTech"计划的一部分。该计划目前包含4个子领域,其中之一就是金属成形与制造;在这一领域已经先后开展了铝及钛合金的近无余量成形技术、金属铸造技术、搅拌摩擦焊技术以及钛合金加工工艺改进技术等研究,其研究成果可应用于轻量和现代金属制造创新机构的推广项目中。

  (3)数字制造和设计创新机构。

  该机构主要开展基于模型的新型设计方法和虚拟制造工具,以及基于传感器和机器人技术的制造网络研究,旨在实现先进设计和制造工具的数字化集成,引领"未来工厂"建设。