密歇根州制造商修复沉没的越南巡逻艇，向退伍军人致敬

铸造和机加工合作重新设计越南时代巡逻艇丢失的部件

总部位于马斯基根的制造商 Eagle CNC 和 Eagle Alloy 在着手将越战时期巡逻艇的关键部件复制为钢铸件时，对自己的能力进行了考验。对于选角团队来说，这个项目不仅仅是修一艘船；这是为了保护历史，尊重那些服务和牺牲的人们的遗产，并确保他们的故事继续为子孙后代讲述。

“这部分可以重新创建吗？”

这是马克·法扎克利在检查从沉没的船体中打捞出的一个腐蚀且破损的部件时提出的问题。这是一个看似简单的问题，因为这不仅仅是任何零件，也不仅仅是任何船。该船是越南战争时期的一艘原始 Mark I PBR（河流巡逻艇），有问题的部件是一个已有 60 年历史的泵壳，是驱动系统的重要组成部分。当泵壳发生故障时，导致船意外沉没在马斯基根湖。

法扎克利与 PBR 的联系既专业又深刻。他是一名参加过越南战争的海军退伍军人，在被分配到 LSD（登陆舰、船坞）行动之前，他差点被分配到 PBR 任务。他对 PBR 的兴趣反映了他与那些在越南河流服役的人们之间的持久联系——其中一些人是他在马斯基根社区的朋友，曾在 PBR 上服役。对于马克·法扎克利 (Mark Fazakerley) 来说，恢复 PBR 不仅仅是一个修复项目；这是一项向过去和服务者致敬的使命。

为了响应这一号召，总部位于马斯基根的 Eagle Alloy 和 Eagle CNC 公司介入，这两家公司都是金属铸造和机械加工领域的长期领导者。这是一种恰如其分的联系，因为马克·法扎克利 (Mark Fazakerley) 恰好也是 Eagle Alloy 的联合创始人以及两家公司的董事会联席主席。接下来是工程师、金属铸造师和机械加工专家之间长达数月的合作，每个人都发挥自己的专业知识，帮助恢复一段海军历史。结果不仅仅是技术上的成功；这是对退伍军人的致敬，也证明了通过团队合作和共同承诺可以取得的成就。

PBR 的历史意义

河流巡逻艇是越南战争中最具标志性的船只之一。他们是棕水海军的一部分，因越南河流和三角洲的泥泞状况而得名。这些船没有螺旋桨，可以在低至 18 英寸的水中作业，非常适合在传统海军舰艇无法到达的浅而狭窄的内陆水道上巡逻。

电影琐事：在《现代启示录》中，威拉德船长（马丁·辛饰）逆流而上的船是一艘 PBR。

PBR 于 1966 年至 1973 年间服役。它们小型、灵活且全副武装，执行高风险任务，如在河流和运河中侦察敌军、阻止敌方补给和侦察巡逻。它们也是在敌方领土上进行伏击的主要船只。船员们在持续的威胁和频繁的火灾下执行任务，这使得 PBR 任务成为战争中最危险的任务之一。这些船只上约有 3,500 名水手，他们冒着生命危险，身处经常被忽视的战区。

该项目的中心船具有特殊的历史价值。这是 Mark I PBR，是越南使用的第一款型号。在海军建造的 161 艘 Mark I 舰艇中，这艘舰艇编号为 #161，是同类产品中最后一艘生产的，也是目前已知的唯一一艘仍在使用的 Mark I 舰艇。

“PBR 正在进行中的 Suisun 湾”，1966 年（国家档案馆）

弃船！挫折变成机遇

马克·法扎克利的 PBR 曾多次在马斯基根之翼航空展上展示，每个阵亡将士纪念日它都会与银边号潜艇一起参加退伍军人节活动。它的运作提供了与过去的罕见的、亲身的联系，并活生生地提醒人们在越南战争中服役的勇敢者的勇气和牺牲。

PBR #161 在密歇根州马斯基根的 USS Silversides 潜艇博物馆展出

但幸运的是，在战争中幸存下来并没有使其免受和平时期的麻烦。本来应该是一次郊游，但船突然沉没了。 PBR 定期在马斯基根湖上提供游乐设施，在这一天，船上发出巨大的噪音，然后在没有任何警告的情况下，船开始迅速进水。当船在他们下面沉没时，包括马克自己的女婿在内的乘客不得不跳下船。

四分钟内，PBR #161 就沉入 53 英尺深的水中。幸运的是，附近渔民赶来救助乘客，没有造成人员受伤。 右：渔民营救 PBR #161 号的乘客和船员。

马克以为他再也见不到他的船了，但潜水员自愿提供帮助，用打捞气球将其打捞回水面。检查完船后，故障原因变得清晰：泵壳的一大块破裂了。该组件连接并保护负责抽水和推进船只的部件。当失败时，系统开始快速将水泵入 船而不是出去，导致它沉没。

每个 PBR 都有两个这样的外壳，推进系统的每一侧都有一个。鉴于它们的年龄和相同的材料，决定更换它们。但存在一个障碍：原始零件不再制造，海军的剩余零件在几十年前就已经枯竭。这时，聪明才智开始发挥作用，马克看到了在朋友的帮助下重新设计该部件的机会。

“如果我没有直接进入铸造厂和机械车间，我就无法复制这个部件。这将是船的功能使用的结束，”马克说。

Eagle Alloy 和 Eagle CNC 接受了挑战。通过将 Eagle Alloy 的铸造专业知识与 Eagle CNC 的精密加工相结合，他们开始对该零件进行逆向工程。这包括分析损坏的部件以了解其结构和功能，然后从头开始铸造和加工，以获得更好的性能和耐用性。

协作过程：从扫描到投射

在没有蓝图的情况下，Eagle Alloy 和 Eagle CNC 从概念到完成都紧密合作，从仔细的数字化重建开始，一步步走向现代制造流程。

Eagle Alloy 专注于模具设计和铸件准备，而精加工制造商 Eagle CNC 则确保设计和最终产品符合所有要求的规格。两个团队同时独立工作，保持一致，以确保高质量、最大限度地减少生产问题并创建更顺畅的整体制造流程。

下面概述了他们更换破裂的 PBR 泵壳的过程。

3D 扫描和 3D 模型创建

第一步是使用 3D 扫描技术扫描原始泵壳。这创建了零件表面和形状的详细数字图像。 Haven Metrology 处理了这一步，他们将原始零件的 3D 扫描和详细的 3D 模型返回给 Eagle Alloy 和 Eagle CNC。这些成为设计铸造模具并指导其余过程的起点。

模具设计和铸造模拟

Eagle Alloy 接手设计模具并在数字环境中运行铸造模拟。他们的内部工程师使用 3D 建模和铸造模拟软件来创建铸造计划。

最初的泵壳由镍硬铁制成，这是一种极其坚硬但又脆的材料。对破损零件的分析显示了广泛的内部微裂纹，Eagle Alloy 工程师得出的结论是，随着时间的推移，脆化可能会导致零件失效。改用不锈钢最适合该产品，并提供耐用性和耐极端温度的能力。但首先，Eagle Alloy 必须确定他们能够使用替代材料成功制造零件。

在 MAGMA 软件中运行的铸造模拟是规划过程的关键部分，特别是因为新零件将使用不同的材料。 Eagle Alloy 的工程师需要优化模具的浇注系统和浇注策略，以最大程度地减少出现缺陷的可能性。 右图：MAGMA 泵壳凝固模拟，显示横截面（鹰合金）。

“最初的零件是用铁制成的，铁的流动性比钢好得多，”Eagle Alloy 的工程经理 Jason Klein 解释道。 “刀片的厚度几乎为 1/8 英寸，因此我们必须确保金属能够到达那里，并且它的温度足以填满所有的角落和缝隙。”

这个过程从计算机辅助设计 (CAD) 开始，然后进行模拟，是所谓的制造设计 (DFM) 的一部分。 DFM 意味着设计零件不仅要考虑性能，还要提高生产效率和成本效益。它可以帮助工程师尽早做出明智的选择，以便在浇注任何金属之前可以放心地按照必要的规格制造最终零件。

同时，Eagle CNC 做了单独分析。他们的工程师注意到两个原始泵壳存在很多不一致之处，考虑到过去 60 年制造技术的进步，这并不奇怪。 Eagle CNC采取了中间路线，建立了标称测量值，以确保新部件符合现代制造标准。

两家公司密切沟通，以确保模具以及最终的铸件包含足够的机器库存，以便 Eagle CNC 能够雕刻出关键尺寸。

此外，Eagle CNC 还开始从头开始制造黄铜嵌件（穿过泵壳的轴承）。 “我花了 2 个多小时通过手术将原始部件从破损的外壳中取出。将旧部件从外壳中取出后，我开始对其形状进行逆向工程，”Eagle CNC 工艺工程经理 Brandon Mead 回忆道。

这些嵌件随后将被拧入最终的泵壳中，使涡轮轴旋转并推动船只。

3D 打印和铸造

新泵壳的模具设计准备就绪后，物理模具将由俄亥俄州的 Humtown Products 进行 3D 打印，该公司专门从事 3D 打印砂模。虽然 Eagle Alloy 的主要工艺是外壳成型，但 3D 打印成型是原型和小批量生产的绝佳选择。

打印完成后，Humtown 将模具交付给 Eagle Alloy 来浇注金属铸件。 右图：Eagle Alloy 操作员将 3 件式型芯组装到模具中（Eagle Alloy）。

正确选角需要经过几次尝试。该零件内部结构复杂，必须从两件式模具切换为三件式模具才能正确组装，并且需要多次重新设计。

尽管面临挑战，但快速反馈以及与 Humtown 的合作使得快速调整成为可能，团队最终得出了可行的模具设计。随后 Eagle Alloy 在他们的铸造厂完成了浇注，铸件被送到 Eagle CNC 来完成工作。

Eagle CNC 加工

在制造过程中，数控加工通常是最后一步，也是最重要的步骤之一：这是添加所有最终细节、满足关键公差以及进行任何其他调整以完成零件的地方。

加工团队已经有机会研究模型和规划加工程序，但真正的工作是在他们收到 Eagle Alloy 的铸件时才开始的。他们设置了定制工具，设计了固定工件的夹具，并在整个过程中进行了细致的测量，以确保所有零件都能装配在一起并按计划运行。

由于这个项目非常复杂，而且在材料和劳动力投资方面有很多风险，Eagle CNC 知道他们的容错率是零。布兰登·米德 (Brandon Mead) 与“黑羊行动”(Operation Black Sheep) 密切合作，这是一家位于马斯基根的非营利组织，致力于纪念 PBR 的历史以及为他们服务的退伍军人。 Black Sheep 最近修复了他们自己的 Mark II PBR，他们提供了有关各个部件如何组合在一起以使船发挥功能的宝贵见解。他们还在 Mark 的 PBR 停止服务期间将其存放在仓库中，以便制造商可以轻松进行检查。

“我想了解这个部件及其应用，”布兰登说。 “仅仅看到零件上的孔就到此为止，了解它的用途并了解配合部件至关重要。这将告知尺寸、公差、间隙，有时甚至是改进。”

从左到右：Eagle Alloy 的毛坯铸造； Eagle CNC 的夹具零件； Eagle CNC 加工后的零件

部分基于 Brandon 从访问 Black Sheep 中获得的新知识，Eagle CNC 确实对他们的原始计划进行了多次迭代。他们估计处理第一部分需要近两周的时间。 Eagle CNC 总裁 Jason Clark 表示，第二部分大约花了四个小时。

Eagle CNC 使用多台机器来加工零件。泵壳在 Doosan 5500 卧式铣床上加工，使用两个加工夹具（内部定制）来固定零件进行加工。与此同时，穿过零件核心的黄铜嵌件是使用 Mazak Multiplex 6200Y 卧式车床加工而成，并采用 Eagle CNC 设计的完全定制的夹具和编程。

作为此次合作的重要合作伙伴，Eagle CNC 在逆向工程泵壳方面的工作展示了其加工技术的广度。

“我们都知道我们有能力，”贾森·克拉克说。 “当您可以用这样的东西实际测试您的工程部门并看到它变成产品和最终解决方案时，这真是太酷了。”

Eagle CNC 工艺工程经理 Brandon Mead 和两个成品零件

从左到右：原泵壳；重新设计的泵壳

从左到右：原轴轴承；重新设计的轴承

协作制造是质量和效率的关键

该项目的最大优势之一是 Eagle 集团内机械加工和铸造公司之间的合作。虽然 Eagle CNC 可以直接从库存中加工零件，但这种方法会更加耗费材料且成本更高。通过铸造零件然后进行机械加工，该项目的总体成本降低了数千美元。仅用坯料进行机械加工的材料成本就可能使成本增加四倍。

这种合作是 Eagle Group 方法的标志——为客户提供复杂组件的完整解决方案。在这种情况下，它还使一个具有历史意义的部分复活了——这是任何一个团队都无法单独实现的。

超越金属：Eagle Group 的 PBR 项目代表什么

重新设计破损泵壳的想法从概念到完成花了四个月的时间。新部件现已完成，鹰集团正在进行一些额外的维修，以使船处于最佳状态。 Mark Fazakerley 希望在 7 月 4 日之前将其重新放回水面。

对于越南战争时期的许多人来说，PBR #161 是一个强大的象征。它是保护历史并为子孙后代留下故事的切实途径。

首页拼贴画：南越美萩河上的一艘 PBR（河流巡逻艇），1969 年 6 月（国家档案馆）； Eagle Alloy 操作员将不锈钢倒入泵壳模具中