Từ Trung Quốc đến châu Âu và Israel, các lực lượng quân sự đang chuẩn bị cho những cuộc chiến mà linh kiện máy bay có thể được in trực tiếp ngay tại tiền tuyến.

Trong bối cảnh căng thẳng địa chính trị ngày càng gia tăng trên toàn cầu, quân đội Mỹ đang tìm đến một giải pháp công nghệ ít ai ngờ tới để khắc phục một trong những điểm yếu lớn nhất của mình: chuỗi cung ứng. Theo các báo cáo gần đây, Hải quân Mỹ đã bắt đầu một loạt thử nghiệm tiên tiến sử dụng máy in 3D để sản xuất các linh kiện thay thế phức tạp, với mục tiêu rút ngắn thời gian sửa chữa các máy bay chiến đấu chủ lực tới 50%.

Các thử nghiệm do Sư đoàn Tác chiến Không quân Hải quân và Trung tâm Bảo dưỡng Hạm đội Tây Nam thực hiện, tập trung vào dòng tiêm kích F/A-18 Super Hornet. Đây là một trong những máy bay chiến đấu chủ lực trên các tàu sân bay của Mỹ và thường bị hư hỏng các tấm vỏ bên ngoài, chẳng hạn như cửa khoang động cơ, do va chạm với chim, mảnh vỡ trên đường băng hoặc hao mòn trong quá trình hoạt động.

Cho đến nay, việc sửa chữa các tấm vỏ làm từ vật liệu composite là một quy trình phức tạp, tốn kém và mất nhiều thời gian. So với nhôm truyền thống, vật liệu composite khó sửa chữa hơn và đòi hỏi kỹ thuật cao.

Đối với những máy bay bị hư hỏng tại các căn cứ tiền phương hoặc trên tàu sân bay ngoài khơi, điều này đồng nghĩa với việc chúng có thể phải nằm đất trong thời gian dài để chờ linh kiện thay thế được vận chuyển từ cách đó hàng nghìn km.

Công nghệ mới sẽ cho phép các đơn vị tiền phương in trực tiếp các miếng vá composite tại chỗ, lắp lên máy bay và nhanh chóng đưa chúng trở lại hoạt động. Sau khi vượt qua các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và trên mặt đất, dự án hiện bước vào giai đoạn quan trọng nhất: thử nghiệm bay trong điều kiện hoạt động thực tế.

Động thái của Mỹ không phải là trường hợp cá biệt mà nằm trong cuộc chạy đua toàn cầu về công nghệ sản xuất bồi đắp trên chiến trường.

Trung Quốc đã triển khai các máy in 3D di động tại các đơn vị tác chiến và trên tàu chiến, với nhận định rằng trong một cuộc xung đột tương lai với Mỹ, chuỗi cung ứng sẽ là một trong những mục tiêu đầu tiên bị tấn công.

Châu Âu cũng đang nghiên cứu sử dụng công nghệ in kim loại 3D để sản xuất linh kiện thay thế cho các tiêm kích Eurofighter Typhoon và Dassault Rafale.

Israel được xem là một trong những quốc gia tiên phong trong lĩnh vực này. Không quân Israel đã đưa các linh kiện in 3D lên máy bay F-16 từ hơn một thập kỷ trước và hiện công nghệ này cũng được ứng dụng trên F-35, đồng thời sử dụng rộng rãi máy in 3D công nghiệp để bảo dưỡng máy bay có người lái và máy bay không người lái tại các căn cứ không quân.

Hải quân Mỹ cũng đang mở rộng việc sử dụng công nghệ in 3D trong bảo dưỡng hạm đội và đóng tàu, bao gồm sản xuất các linh kiện kim loại cho tàu chiến và các trung tâm bảo trì nhằm giảm thời gian chờ và chi phí thay thế.

Trong trường hợp bảo dưỡng, một linh kiện vốn đòi hỏi phải thay cả một hệ thống lớn đã được sản xuất bằng công nghệ in 3D với chi phí chỉ bằng một phần nhỏ so với phương pháp truyền thống.

Công nghệ in 3D xuất hiện từ những năm 1980 và ban đầu chủ yếu dùng để tạo các mẫu thử bằng nhựa. Bước đột phá lớn của công nghệ sản xuất bồi đắp trong ngành hàng không diễn ra trong khoảng một thập kỷ gần đây khi kỹ thuật in bằng laser trên bột kim loại như titan và vật liệu composite gia cường sợi carbon trở nên hoàn thiện.

Những vật liệu này có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng rất cao, chịu được nhiệt độ khắc nghiệt và đáp ứng các yêu cầu khắt khe của ngành hàng không quân sự.

Việc Hải quân Mỹ lựa chọn F/A-18 Super Hornet không phải ngẫu nhiên. Nhà sản xuất Boeing dự kiến sẽ sớm kết thúc dây chuyền sản xuất mẫu máy bay này, trong khi Hải quân Mỹ vẫn có kế hoạch duy trì chúng hoạt động ít nhất đến những năm 2040. Super Hornet vẫn là máy bay chiến đấu chủ lực trên tàu sân bay của Hải quân Mỹ, ngay cả khi lực lượng này đang phát triển các chương trình máy bay thế hệ tiếp theo.

Việc kết hợp các chương trình nâng cấp radar và buồng lái với công nghệ bảo dưỡng bằng linh kiện in 3D được kỳ vọng sẽ giúp Hải quân Mỹ duy trì ưu thế tác chiến trước, đồng thời giảm sự phụ thuộc vào các chuỗi cung ứng ở xa và dễ bị gián đoạn.