kaiyun中国平台昨天提到3D打印在各类武器系统也在大量应用，这类应用往往由于信息敏感，难得以分享。

　　在过去的几十年里，射击运动和防护装备制造领域一直在寻求一个平衡点：如何在确保安全的前提下提供更好的使用体验。

　　换种更直接的说法：在现代战术装备领域，消音器早已不仅仅是一个简单的降噪装置。

　　本文想以立陶宛维尔纽斯格迪米纳斯技术大学团队的3D打印技术在消音器制造领域的研究为例，简要带读者了解一系列3D打印创新成果。

　　AM易道认为，这篇研究论文很小众，刊物和文章水平有限，遗失了很多关键信息，比如3D打印设备和材料选择。

　　但仍让将增材制造技术与声学设计、流体力学等多个领域的专业知识相结合，为消音器应用研究展示了一套完整工作流。

　　研究的主要目标是通过3D打印技术开发新型消音器设计，重点关注其在.22 LR口上的应用，并致力于将声压水平降低到135分贝以下，使其在成人使用时无需额外听力保护设备。

　　研究数据显示，即便是在专业的室击场，单次超过160分贝的枪声就可能导致不可逆的听力损伤。

　　而在实际情况中，小口径武器的声压通常在140分贝以上，中等口径可达160分贝，大口径甚至能够达到180分贝。

　　为了更好地理解这些数值的含义，我们可以做个类比：正常的谈线分贝，地铁通过时的噪音约为90分贝，而射击产生的噪音则远超这些日常噪音水平。

　　对于成年人来说，140分贝是安全暴露的临界值。这意味着在没有适当防护的情况下，即便是简单的训练射击也可能对参与者造成不可逆的听力损害。

　　AM易道认为，传统的个人防护设备如耳罩等解决方案，虽然在一定程度上可以提供保护，但这种末端解决方案非最优选择。

　　简单来说，传统工艺需要将消音器的各个部件分别制造后再进行组装，这不仅增加了生产成本，还限制了设计的复杂性。

　　这些由3D打印技术一体化制造的消音器虽然外观相似，都采用了黑色的圆柱形设计，但其内部结构各具特色（采用了独特的腔室设计，后文会提到）。

　　这些样品是在专业的3D打印设备（具体设备文章没提，AM易道推测是SLS设备）上使用高性能“塑料”材料制造的，整体成型，无需后期组装。

　　AM易道认为，3D打印一体化制造方式不仅大大简化了生产流程，更重要的是为设计师提供了前所未有的设计自由度，为提高消音效果提供了更多可能性。

　　测试环境的布置如下图所示，麦克风位于枪管左侧1米处，与枪管保持同一高度，这种布置确保了测量数据的可靠性和可重复性。

　　测试采用了Tikka T1X MTR .22 LR步枪作为标准测试平台，这种选择既考虑了安全性，也保证了数据的可重复性。

　　研究团队在设计过程中充分利用了3D打印技术的优势，开发了四种独特的内部结构设计（前文图一从左到右依次标注为1-4号，每个型号都针对特定的降噪策略进行了优化）。

　　从压力分布云图可以看到，当高压气体进入第一个扩张腔时，压力从170MPa迅速降至约53.99MPa。

　　实际射击测试中，这种设计将258.59dB的声压降至248.63dB，实现了9.96dB的降噪效果。

　　这种显著的压降效果归功于独特的三角形腔室设计，它能够有效打散高速气流，降低声压。

　　气体在经过每个腔室时都会产生涡流，这些涡流进一步消耗了气体的动能，从而实现降噪目的。

　　第二号消音器（下图）则采用了更为复杂的九级串联挡板设计，每个挡板又被分成九个小腔室。

　　这种设计在CFD分析中表现出了优异的性能，能够将出口压力降至46.80MPa。

　　这种精心设计的微腔结构在测试中展现出优异性能：使用标准弹药时降噪11.25dB，使用次声速弹药时效果更是提升至16.75dB。

　　特别是在连续射击测试中，该设计表现出极好的稳定性，声压波动范围控制在±1.5dB以内。

　　其特点是在径向方向上具有更大的扩张空间，主腔室深度达到45毫米，约为标准设计的1.5倍。

　　然而，实验数据显示这种设计的性能略逊于其他方案：最大降噪效果为9.26dB，且在使用次声速弹药时性能提升不明显，仅提升3.3%。

　　从图5的压力分布云图可以看出，这可能是由于深腔设计导致气体回流，在出口处形成了二次压力峰值。

　　这种设计在CFD分析中展现出最佳性能，将出口压力降至36.25MPa，实现了133.75MPa的压降。

　　然而，实际射击测试的结果与仿真存在一定差异：标准弹药条件下降噪10.55dB，次声速弹药条件下为10.75dB。

　　特别是2号消音器，在使用次声速弹药时展现出了显著优势，其降噪效果比使用标准弹药提升了48.89%。

　　AM易道认为，这四种设计方案展示了3D打印技术在复杂功能性结构制造方面的独特优势，而不同设计带来的性能差异体现了结构参数对降噪效果的影响，而设计对应消音器性能的映射关系AM易道期待未来在其他研究中能看到。

　　前文提到，传统消音器制造往往需要通过车削、铣削等工艺分别加工各个部件，这种方式不仅工序繁琐，更重要的是严重限制了内部结构的复杂度。

　　首先是打印参数。为了确保内部复杂结构的精确成型，研究团队采用了0.1mm的超细层厚设置（文章仅提到材料为塑料，AM易道依然不确定是FDM还是SLS打印的，猜测大概率是SLS）。

　　AM易道从图上看。设计将大部分内部结构的倾角控制在45度以内，显著减少了支撑材料的使用（如FDM需要考虑，如SLS不需要考虑）。

　　3D打印技术在消音器制造领域的渗透率预计将从2023年的3.7%显著提升至2032年的29%，年均复合增长率超过20%。

　　仅美国市场（全球最大的枪械市场）来看，2023年的市场规模约为32万件，到2032年有望突破100万件。

　　AM易道认为，推动这一增长的核心动力来自增材制造技术的不断进步，提升了生产效率并带来了更大的设计自由度；

　　这些企业主要采用金属粉末床熔融(SLS)等增材制造工艺，生产轻量化、高性能的消音器产品，在降噪效果和耐久性方面都取得了显著突破。

　　AM易道团队简单调研了下消音器的市场情况，在北美，3D打印消音器的售价很高（400-2000美元不等），毛利可观。

　　从市场规模来看，按AMR预测，AM易道计算，2032年100万件，增材渗透率约30%，平均单价1000美元来算，总量大约是3亿美元的营收规模。

　　注：本文仅讲述此研究以及对于市场的判断，AM易道严肃提醒任何国家的3D打印从业者谨慎思考此海外业务，务必严谨务实调研合规流程和法律风险。

　　AM易道认为，本文提到的研究还很简单。随着3D打印设计、材料、工艺的不断进步，我们可以期待看到更多维度的消音器应用创新：

　　无支撑而又能降低声压，同时又具备一定散热性的设计将会是生产者和使用者共同追求的。

　　材料方面目前是工程塑料居多，但金属3D打印的消音器也越来越多，这将进一步提升产品的耐久性和适用范围。

　　说到消音器，很多人的第一印象可能来自詹姆斯·邦德系列电影。那个装配着消音器的瓦尔特PPK手枪，以及特工轻声击发时那标志性的嗤声，几乎成为了一个经典。

　　又或者是《碟中谍》里伊森·亨特手枪消音器悄然潜入的经典场景，都在我们脑海中留下了深刻印象。

　　现实中的消音器研发一直在追求更好的降噪效果，这是一个充满挑战的技术课题。

　　AM易道认为，正是在这样的背景下，3D打印技术的“静默”突破显得尤为重要。

　　通过增材制造技术，本研究展示的四种创新设计实现传统工艺难以企及的复杂内部结构，将降噪性能推向新的高度。

　　通过将3D打印技术与声学设计、流体动力学等多领域知识相结合，未来甚至到3D打印材料、工艺的选择，都将推动创新消音器发展。

　　AM易道希望，离开电影中的场景，相关从业者和专家能通过3D打印技术实现“完全消音”的创新成果。

　　本文仅对这项研究做了框架性介绍。感兴趣的读者请根据如下信息查阅原文，深入了解精彩技术创新细节。

　　如果读者有更多见解或者应用设想，欢迎扫码免费来25年的TCT在展会现场与我们交流讨论。

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