Vũ khí và khí tài quân sự được sản xuất bằng công nghệ in 3D

Là một trong những công nghệ mang tính cách mạng nhất hiện nay, công nghệ in 3D gồm chuỗi các công đoạn được kết hợp để tạo ra một vật thể ba chiều nhờ một loại robot công nghiệp - máy in 3D.

Các lớp vật liệu được đắp chồng lên nhau và được định dạng dưới sự kiểm soát của máy tính, theo một mô hình 3D hoặc nguồn dữ liệu điện tử khác. Mực in là vật liệu muốn áp lên vật thể 3D (nhựa, giấy, bột, polymer, kim loại), với nhiều phương thức in như đùn ép nhựa, sử dụng tia laser…

 Súng AR-15 được làm bằng công nghệ in 3D. (Ảnh: Techeblog.com)

Giới chuyên gia tin rằng máy in 3D sẽ góp phần thay đổi cuộc sống nhân loại trong tương lai khi mọi thứ từ vật dụng thường ngày đến các sản phẩm phức tạp đều có thể được sản xuất đại trà với giá thành cực rẻ. Và dĩ nhiên, người ta cũng có thể sản xuất các loại khí tài quân sự hay vũ khí bằng công nghệ in 3D.

Đột phá trong sản xuất vũ khí

Tổ chức Defense Distributed (DD) có trụ sở ở Texas (Mỹ) tháng 7/2012 đã công bố công nghệ có thể sản xuất súng lục tại gia với chi phí tối đa 1.000 USD. Tháng 5/2013, DD đã tung ra khẩu súng in 3D bắn được đầu tiên trên thế giới mang tên Liberator.

Năm 2014, công ty này cho biết, máy in Ghost Gunner có giá không quá 1.500 USD và có thể hoàn thành phần thân dưới (gồm hộp tiếp đạn, cơ cấu cò và tay cầm) của một khẩu AR-15 trong tối đa 1 tiếng đồng hồ.

Từ 2015 đến nay, DD đã thiết kế thêm nhiều mẫu súng mới và đã có hơn 100.000 lượt tải các bản thiết kế và hướng dẫn chế tạo 3D với 7 mẫu súng.

Chính phủ Mỹ từ thời Tổng thống Obama đã rất quan tâm đến công nghệ in 3D và muốn áp dụng vào sản xuất, thiết kế vũ khí và trang bị mới cho quân đội. Ứng dụng khác nhau của công nghệ này là một phần của cuộc đua nhằm dành quyền xây dựng 3 viện nghiên cứu công nghệ cao trị giá 200 triệu USD từ khoản ngân sách 1 tỷ USD của chính phủ Mỹ nhằm tái đầu tư vào sản xuất Mỹ và tăng thêm việc làm.

Ba lĩnh vực mà Mỹ đang muốn áp dụng công nghệ in 3D vào là sản xuất kỹ thuật số, sản xuất kim loại nhẹ và hiện đại, và thiết bị điện tử điện thế hệ tiếp theo.

Mỹ đã cho xây dựng một viện nghiên cứu công nghệ in 3D thí điểm ở Youngstown, Ohio với khoản trợ cấp Liên bang là 30 triệu USD, bao gồm một tổ hợp các công ty sản xuất, các trường đại học, trường cao đẳng cộng đồng và các nhóm phi lợi nhuận trên khắp Virginia Ohio Pennsylvania. 

Trong những năm qua, Bộ Quốc phòng Mỹ và các nhà sản xuất đã thử nghiệm chế tạo vũ khí bằng công nghệ in 3D. Lầu Năm Góc muốn các vũ khí có thể thích nghi được với một nhiệm vụ dễ dàng, nhưng lại chỉ có ít trở ngại về hậu cần.

Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Vũ khí Quân đội Mỹ đã chế tạo súng phóng lựu cầm tay Rambo bằng công nghệ in 3D. Thủy quân lục chiến Mỹ bí mật triển khai các máy in 3D đến các căn cứ lớn ở Iraq và Afghanistan để chế tạo các linh kiện thay thế, tăng tốc độ tái sử dụng vũ khí do hỏng hóc.

Theo Tạp chí National Interest, Hải quân Mỹ thường mất khoảng 5 tháng để sản xuất phương tiện di chuyển dưới nước (SDV) dùng cho biệt kích người nhái, thuộc đội đặc nhiệm SEALs. Tuy nhiên, việc ứng dụng công nghệ mới có thể chế tạo phương tiện độc đáo này chỉ trong vài tuần, với giá thành chỉ 60.000 USD - rẻ hơn 10 lần so với mẫu truyền thống.

Ngày 24/7/2017, Hải quân Mỹ công bố chiếc tàu ngầm mini đầu tiên được chế tạo bằng công nghệ in 3D tại Phòng Thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge, dự kiến đưa vào hoạt động từ năm 2019.

 Tàu ngầm được sản xuất bằng công nghệ in 3D của hải quân Mỹ. (Ảnh: US Navy)

Rút ngắn thời gian, tiết kiệm chi phí

Các nhà khoa học tin rằng công nghệ mới sẽ rút ngắn thời gian chế tạo và giúp Hải quân Mỹ tiết kiệm rất nhiều chi phí. Ngoài ra, Hải quân Mỹ có thể chế tạo hàng loạt thiết bị vận chuyển dưới nhanh nước để triển khai đặc nhiệm người nhái trong những nhiệm vụ bí mật, di chuyển trên quãng đường xa hơn mà không ảnh hưởng đến sức khỏe, qua đó giúp đơn vị đặc nhiệm SEALs trở nên nguy hiểm hơn.

Nhà sản xuất vũ khí Mỹ Raytheon cho biết, họ đã chế tạo hầu hết các phần của một loại tên lửa dẫn đường và thậm chí là một số nguyên mẫu đạn tên lửa hoàn chỉnh cỡ nhỏ bằng công nghệ in 3D. Mới đây, Lockheed Martin đã thử chế tạo một số thành phần của tên lửa đạn đạo phóng từ tàu ngầm Trident II D5 bằng công nghệ in 3D.

Hãng này đang cạnh tranh với Boeing và Northrop Grumman để giành hợp đồng chế tạo thế hệ ICBM mới cho quân đội Mỹ, thay thế mẫu LGM-30G Minuteman III hiện nay với giá trị hợp đồng lên tới 62 tỷ USD nhằm dần thay thế tên lửa Minuteman III.

 Mô hình tên lửa tập đoàn Raytheon sản xuất bằng máy in 3D. (Ảnh: Raytheon)

Không quân Mỹ vừa cho phép một công ty khởi nghiệp thực hiện một vụ phóng thử tên lửa được chế tạo hoàn toàn từ công nghệ in 3D. Quả tên lửa Terran 1 sẽ chỉ mất gần 60 ngày để chế tạo và mang tải trọng tối đa khoảng 1.250 kg vào quỹ đạo Trái Đất.

Trung tâm hàng không vũ trụ Đức (DLR) phối hợp với SLM Solutions đã tạo thành công một động cơ tên lửa, có tên gọi BERTA, được lắp ráp hoàn chỉnh bằng công nghệ in 3D - sẽ được sử dụng trong một tên lửa Ariane 6 do Arianegroup phát triển cho Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA), cho phép giảm 30% trọng lượng động cơ, do đó tăng 20% hiệu quả của nó.

Việc in 3D cũng sẽ cho phép sử dụng các hệ thống làm mát tinh vi hơn cho buồng đốt - điều không thể đối với phương pháp lắp ráp thông thường.

Khu vực tư nhân trong lĩnh vực hàng không vũ trụ cũng đang chạy đua áp dụng công nghệ in 3D. Công ty hàng không vũ trụ Orbex của Anh ngày 8/2/2019 chính thức ra mắt mẫu tên lửa thương mại hai tầng đầu tiên chạy bằng nhiên liệu tái tạo và được trang bị động cơ in 3D lớn nhất thế giới, mang tên Orbex Prime.

Toàn bộ thân tên lửa có chiều dài khoảng 17 m, có khối lượng nhẹ hơn và đạt hiệu suất cao hơn so với các tên lửa thông thường cùng nhiều điểm ưu việt khác như chịu được nhiệt độ cực cao và biến thiên áp suất lớn tốt hơn nhiều, sử dụng propan sinh học - có thể giúp cắt giảm tới 90% lượng carbon phát thải.

Thách thức về bảo mật

Công nghệ in 3D không chỉ giúp giảm giá thành sản phẩm so với phương thức sản xuất truyền thống, mà còn giúp nhanh chóng và dễ dàng thay đổi thiết kế, rút ngắn thời gian chế tạo của sản phẩm. Tuy nhiên, nó cũng đặt ra những thách thức mới trong vấn đề bảo mật.

Một phát hiện của nhóm nghiên cứu từ Đại học California (Irvine, Mỹ) của giáo sư Al Faruque đã tình cờ phát hiện một lỗ hổng bảo mật nghiêm trọng trong công nghệ in 3D, theo đó, mã nguồn của bất kỳ máy in 3D nào cũng có thể dễ dàng được ghi lại và đảo ngược thiết kế, cho phép gián điệp công nghệ hay tin tặc tái thiết kế các vật thể in 3D với độ sai lệch khá nhỏ.

Các chuyên gia cũng cảnh báo những khẩu súng được sản xuất bằng máy in 3D sẽ làm đảo lộn nền tảng về kiểm soát vũ khí trên thế giới, có thể tiềm ẩn những mối nguy hiểm đe dọa an toàn người dân khiến chính quyền các nước phải xem lại toàn bộ các quy định và luật lệ kiểm soát vũ khí.

Tại California (Mỹ), Thượng viện đã thông qua Dự luật số 808, yêu cầu súng được in 3D phải được quản lý chặt chẽ. Ngày 31/7/2018, 9 tiểu bang của Mỹ đã đồng loạt đệ đơn kiện lên Tòa án Liên bang yêu cầu chính quyền Trump ban bố lệnh phong tỏa quyết định cho phép chia sẻ trực tuyến các bản thiết kế chi tiết và hướng dẫn tự chế tạo súng in 3D tại nhà.

Các nhà lập pháp nhiều nước lo ngại, vũ khí sản xuất tại gia theo công nghệ in 3D từ nhựa có thể vượt qua máy dò kim loại, và do số lô sản xuất không được đăng ký, lực lượng thực thi pháp luật khó có thể theo dõi quyền sở hữu của chúng.

Nhiều chuyên gia cho rằng, các vũ khí sản xuất tại gia theo công nghệ in 3D bằng máy in rẻ tiền thường không bền, không ổn định, độ chính xác hạn chế… Một khẩu súng in 3D làm bằng kim loại có thể sẽ hoạt động tốt hơn, nhưng máy móc để làm ra nó có giá trên 100.000 USD.

Tuy nhiên, giống như mọi công nghệ, in 3D sẽ nhanh chóng cải thiện về chất lượng và chi phí, có khả năng cho phép sản xuất vũ khí đáng tin cậy hơn với giá cả phải chăng hơn trong tương lai, và sự phổ biến của công nghệ này là điều không thể tránh khỏi.