Innovación militar de EE. UU. empujada al frente con fabricación avanzada

Nov 10, 2023

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Desde al menos la Primera Guerra Mundial, el ejército estadounidense ha sido el principal impulsor de la innovación tecnológica estadounidense. Esta es una narrativa tan gastada por ahora, que incluye los orígenes de todo, desde las armas nucleares hasta Internet, que apenas necesita ser ampliada. Últimamente, sin embargo, está surgiendo un cambio cada vez más importante en la historia, que tendrá efectos permanentes en la futura relación entre el combate y la tecnología. Además, esto no implica un nuevo invento revolucionario. Más bien, implica una innovación de gran alcance en el acto mismo de cómo se inventan las cosas, catalizada por la gama completa de técnicas de fabricación avanzadas.

La I+D militar ya no se relega únicamente a las instituciones académicas y sin fines de lucro, sino que se lleva a cabo a nivel del suelo, sobre la marcha, y en la próxima década está lista para moverse a un ritmo exponencial hacia el frente. Aunque hay muchos campos tecnológicos diferentes involucrados en esta transformación, la impresión 3D y la robótica son los centrales, y la superposición entre los dos parece tener una prioridad especialmente alta en los últimos esfuerzos de financiación de I + D del Departamento de Defensa (DoD).

La idea de que no solo se pueden crear piezas de repuesto, sino también productos completamente nuevos, cerca o incluso en la primera línea de combate no es nueva y, de hecho, es una fuerza impulsora detrás de la acumulación gradual de capacidad del Pentágono para la fabricación aditiva (AM) en la base industrial de defensa durante la última década. La diferencia ahora es que la idea finalmente se está acercando a la actualización en las rutinas diarias del ejército de los EE. UU., sin mencionar a todos los demás ejércitos del planeta.

Esto es evidente en todas las áreas de las fuerzas armadas estadounidenses, en todos los niveles del extenso Leviatán que es el Pentágono. Hace unas semanas, por ejemplo, la oficina de Tecnología de Manufactura del Departamento de Defensa anunció los ganadores de una competencia llamada "Desafío del Punto de Necesidad", cuyo objetivo es exactamente lo que usted esperaría. Uno de los ganadores fue una empresa sobre la que escribo con frecuencia, casi siempre en este mismo contexto general de producción en primera línea: SPEE3D, el fabricante australiano de equipos originales (OEM) AM de pulverización en frío. SPEE3D ganó por una propuesta para imprimir piezas equivalentes o superiores en temperaturas bajo cero extremas.

Otro OEM de impresión 3D, nScrypt de Orlando, ganó por una propuesta similar, que involucra el uso de la plataforma nRugged de la compañía para fabricar PCB de reemplazo en climas de -40°. La propuesta ganadora de nScrypt también incluyó la impresión de un corsé biomédico personalizado en el mismo tipo de entorno. En particular, eso indica con precisión cómo, una vez que todo este equipo se implemente con éxito a escala, no solo se utilizará para imprimir reemplazos de piezas heredadas. El punto más amplio, de hecho, es que el ejército estadounidense quiere que sus soldados sean logísticamente capaces de hacer cosas que ni siquiera sabrán que necesitarán hasta que surja la necesidad.

Solo en la semana pasada, se publicaron varias noticias y comunicados de prensa que destacan este tema exacto en la Fuerza Aérea, el Ejército, la Armada y la Infantería de Marina. Probablemente el ejemplo más sorprendente es un desarrollo reciente en el Centro de Mantenimiento Regional del Sudeste (SERMC) de la Marina de los EE. UU., en Mayport, FL.

Un compañero de maquinista para el jefe coordinador AM de SERMC, Nicholas Heinrich, colaboró ​​con uno de los técnicos civiles del centro, Terry Henderson, para inventar una herramienta completamente nueva. La invención de la herramienta fue necesaria debido a un problema con la última versión del Sistema de Armas Cercanas MK 15 Phalanx (CWIS), que incluye nuevos motores de engranajes que alimentan su Subsistema de Estabilización Electro-Óptica (EOSS), la capacidad que le permite derribar drones y pequeñas embarcaciones de superficie de alta velocidad.

El problema consiste en reemplazar esos nuevos motores. Anteriormente, requería que los técnicos que realizaban el trabajo tuvieran un alto nivel de experiencia y, sin embargo, aún conducía a una tasa de fallas relativamente alta. Como explicó Henderson a DVIDS, "Estábamos utilizando correas de alambre ancladas al motor para retirarlo y reemplazarlo... [lo cual] dependía en gran medida de la técnica adquirida con la experiencia porque faltaba el control físico del nuevo motor durante el montaje..." Después de decidir que un La nueva herramienta mecanizada aún no dio en el blanco, el equipo cambió a la impresión 3D de metal, lo que dio como resultado la creación, el diseño, la producción y la prueba de una herramienta nueva y exitosa, todo en un total de seis semanas.

La vieja herramienta para quitar y reemplazar motores en el MK 15 Phalanx CIWS. Imagen cortesía de DVIDS, SERMC y Scott Curtis

En la publicación de DVIDS sobre la nueva herramienta, Heinrich explicó: "El diseño de autoalineación que se nos ocurrió permite que los motores se retiren o instalen rápida y fácilmente con gran precisión... Nuestro mango evita que se atasquen al alinear concéntricamente el motor con el manguito de soporte , por lo que la técnica ya no es un requisito, lo que permite reemplazar el motor sin convulsiones cada vez, independientemente del nivel de habilidad individual involucrado". El capitán Justin Dowd, oficial al mando de SERMC, dijo: "Las impresoras 3D brindan oportunidades para la resolución creativa de problemas al permitir que los marineros se apropien de sus reparaciones. El crecimiento tecnológico continuo de SERMC es posible porque alguien en nuestra organización dijo: 'Hay una mejor manera para hacer esto', y aprovechó nuestras capacidades [AM]".

Nicholas Heinrich sosteniendo la herramienta impresa en 3D. Imagen cortesía de DVIDS, SERMC y Scott Curtis

Esa última declaración resume perfectamente el hilo unificador central que está empujando al Departamento de Defensa en esta dirección: las personas realmente responsables de llevar a cabo las misiones militares de EE. UU. en el día a día ya no pueden hacer su trabajo si están constantemente esperando mejores -ups para aprobar cada vuelta de un destornillador o pulsar un botón. Esto no significa que una nueva herramienta como la que creó SERMC pasará instantáneamente del tablero de dibujo a la producción en masa. Más bien, significa que el lado administrativo de la burocracia más grande de la historia ahora está genuinamente interesado en la retroalimentación de las bases.

Además, esa retroalimentación ahora se recibe con canales reales que pueden dirigir de manera realista las mejores ideas a la cadena de suministro militar agregada. En el caso del SERMC, la organización actualmente está obteniendo patentes para su nueva herramienta a través del proceso de Registro de Invención, al mismo tiempo que proporciona los planos al Centro de Mantenimiento Regional del Atlántico Medio (MARMC) de la Marina de los EE. UU. Según SERMC, la herramienta cuesta solo $ 30-40 para producir y permite a los técnicos ahorrar casi cinco horas de tiempo de reparación.

Mientras tanto, las historias de la Infantería de Marina y otras ramas esta semana sugieren cómo, sin importar a qué parte de las fuerzas armadas de los EE. UU. cambie su enfoque, este mismo proceso se está consolidando. En las actualizaciones de su plan Force Design 2030, publicado el lunes 5 de junio de 2023, el Cuerpo de Marines anunció que está considerando formar un nuevo campo de trabajo dedicado por completo a operar sistemas autónomos y robótica inteligente. Las actualizaciones fueron impulsadas en gran medida por las lecciones de los conflictos en curso en Europa del Este. Incluso si los Marines no crean una especialidad completamente nueva para este propósito, el servicio en cualquier caso planea incorporar la robótica en sus centros de capacitación para septiembre.

De manera similar, una historia en el Fayetteville Observer describió una nueva unidad que ya se formó, en marzo pasado, en la 82 División Aerotransportada del Ejército de EE. UU. en Fort Bragg. Llamada Gainey Company, la unidad está compuesta por tres pelotones y algo llamado Airborne Innovation Lab, que comprende solo dos soldados, tres contratistas civiles y equipos de fabricación que incluyen impresoras 3D. Gainey Company también enfatiza la instrucción en las últimas herramientas para la innovación y, más notablemente, no restringe la participación a ninguna especialidad ocupacional: el objetivo es llevar las nuevas habilidades a tantas manos como sea posible.

Como líder senior de la división alistados, el mando del sargento. El mayor Randolph Delapena le dijo al Observer: "Los soldados quieren hacer algo para ayudar a las formaciones, y todas esas pequeñas cosas en las que trabajan, de lo que hablan en un cuartel y en su compañía, ahí es donde tienes que dibujar esa energía de".

Finalmente, ese espíritu se exhibió en la Base de la Fuerza Aérea Elgin de la Fuerza Aérea de EE. UU. en Florida el 6 de junio, donde, de manera fascinante, la 350th Spectrum Warfare Wing (SWW) realizó un evento llamado "Shark Tank 2023". (La financiación de I+D del gobierno ha tomado rápidamente la forma de un programa de juegos y, sorprendentemente, esto parece estar relacionado solo de manera tangencial con el hecho de que el presentador de The Apprentice fue una vez el presidente). Catorce miembros de "todos los niveles del ala" cada uno presentó un idea a un panel de cinco expertos, quienes anunciarán que una de las ideas ha ganado financiamiento a finales de este mes.

El jefe de comando de la 350th SWW, David S. Southall, dijo: "Con demasiada frecuencia, las grandes ideas e innovaciones no logran abrirse camino a través de los niveles de la burocracia en la Fuerza Aérea antes de llegar a un tomador de decisiones con el dinero, los recursos y la capacidad para decir que sí'." De la manera más surrealistamente mundana, el Pentágono sigue el ejemplo directamente de las grandes empresas. Es escuchar al consumidor promedio, con la única floritura única de que, en este caso, el consumidor promedio es miembro de las fuerzas armadas de los EE. UU.

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