2014年，世界各國圍繞武器裝備提升綜合性能、縮短研制周期、降低生命周期成本、提升批生產能力等發展需求，大力推動國防制造技術發展，取得一系列重要進展。北方科技信息研究所聯合航天、航空、船舶、電子、核等行業相關單位，通過全面跟蹤、系統分析、專家評價，遴選出本年度在武器裝備研制生產中取得重大突破或對未來武器裝備建設具有潛在影響的10項重大動向。
一、軍工領域增材制造技術研究應用更加深入
2014年，國外軍工領域增材制造技術研究應用不斷深入，太空制造成為熱點。美國國家航空航天局（NASA）宣布，成功將零重力3D打印機安裝在國際空間站并成功打印首個物品，標志著太空制造進入新紀元，將有可能從根本上改變人類探索太空的方式。勞倫斯利弗莫爾實驗室研究人員在美國國防先期研究計劃局（DARPA）的資助下打印出具有納米尺度復雜微結構的超材料，實現材料微觀組織的可控制造。NASA噴氣推進實驗室采用3D打印技術開發出一些種類梯度合金，并正在開發新型梯度合金裝甲等,表明成形材料范圍逐步擴展至結構功能一體化材料等。
二、電場輔助燒結新工藝呈現巨大軍工應用價值
2014年初，美國海軍制造與維護技術研究所披露了一項具有顛覆性意義的制造技術——電場輔助燒結技術（FAST）。美國國防部制造技術規劃將這項技術視為生產6馬赫以上可重復使用高超聲速飛行器所需完全致密大型零件的唯一可行技術，擬開發用于生產火箭和導彈噴嘴的FAST技術，預計可將制造周期縮短75%，每個噴嘴襯套的制造成本從8880美元減少到1385美元，3~5年可實現工業應用。由于可編程直流脈沖電源等核心技術取得重大突破，可實現完全致密耐高溫零件的一步整體成形，應用范圍極其廣泛，且高效節能，將對軍工生產帶來顯著效益。
電場輔助燒結設備
三、美國制造出世界最大地面戰車整體鍛造鋁合金車體
2014年10月，美鋁公司宣布與美國陸軍研究實驗室聯合制造出兩件世界最大的地面戰車整體鍛造鋁合金車體。該車體采用更能吸收爆炸能量的新型鋁合金Al 7020，通過5萬噸鍛壓機來成形，最終成形車體尺寸為6.1米×2.1米。采用鍛壓技術成形整體車體，預計其抗彈性能將是傳統焊接鋁合金車體的2倍，還能通過減重提高戰車燃油效率、降低裝配復雜性、縮短裝配時間等降低戰車的全生命周期成本。實際抗彈性能測試成功后將有望用于大型戰車，顯著提升戰車車體的強度和耐久性。
四、NASA建成世界最大的攪拌摩擦焊裝備
2014年9月，NASA宣布世界最大的運載火箭攪拌摩擦焊接裝備“垂直集成中心”（VAC）正式投入使用，用于建造“航天發射系統”（SLS）第一級箭體結構。VAC高51.8米、寬23.8米，可實現第一級箭體結構的貯箱封頭、筒形箱體、箱間段、箱體環箍結構、裙部和發動機段等大型結構件的焊接裝配。通過VAC，攪拌摩擦焊可實現焊接結構的高度、直徑、厚度、重量均達到前所未有的規模，并在攪拌摩擦焊裝備中集成焊縫質量無損檢測功能，提高了焊接質量和效率。VAC的成功建造及相關工藝流程的突破，為SLS第一級建造提供了核心工藝裝備，是攪拌摩擦焊裝備發展的里程碑。
五、新型自修復涂層技術顯著提升武器裝備防護性能
2014年1月，荷蘭代爾夫特理工大學開發出一種適用于渦輪發動機的自修復熱漲涂層系統，在航空發動機上進行了測試；3月，美國海軍研究局與霍普金斯大學合作，針對地面車輛在海上運輸及存儲過程中的腐蝕問題，開發出一種PolyFibroblast粉末自修復涂層技術，可在腐蝕達到金屬層之前實現涂層自愈；6月，美國NanoSonic公司將其開發的HybridSil自修復防腐涂層技術應用于艦船及海上飛機的防腐蝕。這些自修復涂層技術實現了武器裝備在復雜惡劣環境中的自修復，可保障武器裝備性能、延長裝備使用壽命、顯著降低維護成本。
六、DARPA采用微加工方法制造出全球首個太赫茲真空放大器
2013年11月，諾格公司在DARPA“太赫茲電子學”項目支持下，研制出世界首個0.85太赫茲真空放大器。該真空放大器以1厘米行波管為基礎，采用等離子反應深槽刻蝕工藝制造出折疊波導慢波結構，電路深寬比達8:1，側壁的粗糙度為50納米。微/納電子工藝首次應用于太赫茲真空器件制造中，將高頻結構的加工和測量精度從微米級提升至納米級，為大幅提升真空電子器件工作頻率、實現太赫茲真空器件小型化提供了技術途徑，對更高頻率真空電子器件的發展和應用具有重大影響。
世界上第一個太赫茲波段的行波光管放大器
七、非熱壓罐成型技術在航天航空大型復合材料結構件中的應用取得重大突破
2014年4月，加拿大龐巴迪集團“利爾噴氣”85公務機實現首飛，它是目前世界上利用復合材料非熱壓罐成型技術批量制造機身主承力結構件的最大飛機；俄羅斯MS-21單通道客機非熱壓罐成型復合材料試驗翼盒成功通過耐久性測試，這是大型客機首次采用非熱壓罐成型技術制造機翼主承力件。8月，NASA成功完成非熱壓罐成型的直徑5.5米運載火箭復合材料液氫貯箱的性能測試。非熱壓罐成型工藝在航天航空復合材料構件制造方面取得重大突破，結構件尺寸更大、復雜程度更高，并實現了大型承力構件的批量制造，將促進航空航天復合材料構件制造從熱壓罐成型向非熱壓罐成型的變革。
八、飛機復雜結構裝配機器人取得新突破
2014年7月，美國波音公司宣布，用于機身自動化裝配的“機身自動站立裝配”系統通過技術驗證，進入最后測試和生產準備階段，有望于2015年首先用于777機身裝配。歐洲空客公司A380方向舵裝配線上首次采用日本川田工業公司生產的雙臂仿人機器人，實現了人機協同裝配。德國弗勞恩霍夫研究所研發出了一種能夠進入機翼的狹窄區域作業的蛇形臂機器人。機器人在飛機超大型結構裝配、復雜空間裝配方面應用所取得的顯著突破，有效解決了裝配過程中的剛度、精度、負載等問題，大幅提高了飛機自動化裝配水平。這一系列進展表明，飛機復雜結構裝配步入智能時代。
鉆鉚機器人
九、美國武器系統數字化研制新技術進入轉化階段
2014年2月，美國國防先期研究計劃局（DARPA）公布，實施近4年的“自適應載具制造”（AVM）計劃將進行技術轉移，交由國家制造創新網絡“數字化制造與設計創新機構”（DMDII）負責進一步的技術開發和推廣工作。AVM計劃于2010年啟動，投資超過3億美元，目的是開發全新的數字化設計、驗證、制造技術，從根本上變革現有研制方法，縮短研制時間80%以上。該計劃在實現基于模型的系統設計/分析/驗證等數字化設計技術、可制造型反饋和生產自動配置等數字化制造技術、基于網絡的協同平臺技術等方面取得了重大突破，已開發出數十種軟件工具，搭建了一種全新的研制模式，對美國武器系統研制能力發展具有重要影響。
AVM計劃研制的兩棲步兵戰車動力傳動子系統和行動子系統
十、日本成功開發碳化硅核燃料結構材料的工業化生產技術
2014年7月，日本東芝公司與電子陶瓷公司宣布，開發成功利用碳化硅纖維增強碳化硅復合材料（碳化硅/碳化硅復合材料）制造核燃料結構材料的工業化生產新技術，制成了核燃料組件外套管。研發團隊首先采用專用機加工磨具制造碳化硅纖維，隨后用化學氣相沉積法和優化的成型設備與工藝，制造了長度超過4米的高精度核燃料組件外套管，成型速率較傳統工藝提高了20倍，滿足了工業化生產的要求。日本計劃2025年在運行的核電站中使用碳化硅/碳化硅復合材料。這種復合材料可代替現有輕水堆用的鋯合金，還可用于超高溫反應堆和氣冷快堆等第四代核電反應堆。
核燃料組件外套管
