夏威夷一家初创公司利用火山玄武岩复合材料3D打印海军舰艇

与依赖模具、玻璃纤维铺层、工具和固定设施的传统军用船舶建造方式不同，该方法旨在实现分布式生产，使船舶或替换部件能够在更靠近部队作战地点的地方进行打印。

对于美国而言，这一理念在印太地区的行动中尤为重要，因为更换受损的海上资产需要漫长的后勤保障链。

从工厂到数字化船舶生产

据Defense Blog报道，Voltage Vessels公司将这一概念描述为一种分布式复合材料制造模式，在这种模式下，生产能力随部队调动，而不是集中在造船厂。理论上，区域节点可以使用本地提供的材料，直接根据数字设计文件打印船体和结构部件。 

这艘六米长的充气艇本身是使用 CEAD 大型增材制造系统制造的，这是一种已经用于复合材料应用的工业级打印机。

硬底充气艇在海军作战中扮演着重要角色。这种快速、硬底的充气艇广泛用于登船作战、人员运输、海上拦截和特种作战任务。Voltage公司认为，传统的生产方式存在缺陷，因为受损的艇只通常需要通过集中制造和长途运输进行更换。

本文提出的替代方案是数字化分销，即运输文件和原料，而不是整艘船。

专为海洋和国防用途设计的玄武岩复合材料

这项关键技术是Eclipse X9。该材料将回收的PETG与玄武岩纤维增强材料相结合。由于其耐腐蚀性和化学稳定性，玄武岩复合材料已在海洋结构、钢筋系统和耐火材料等领域得到工业应用。

Voltage公司专门针对大幅面打印重新配制了这种材料。据Defense Blog编辑Dylan Malyasov援引缅因大学先进结构与复合材料中心进行的测试，Eclipse X9沿打印方向的拉伸强度约为108 MPa，而作为基准材料的HDPro复合材料的拉伸强度约为49 MPa。据报道，其弯曲强度也超过了常见的木质填充PETG替代品。 

该公司还表示，该材料在海水浸泡两年多后仍保持了90%以上的强度，同时吸水率低于0.4%。另一个吸引国防领域关注的特性是其电磁性能。

与金属结构不同，玄武岩纤维不导电，且介电性能低。Voltage公司表示，这种特性赋予了该材料射频透明性优势，可能有利于搭载通信系统、传感器和电子有效载荷的自主航行器，但目前仍在针对特定工作频率进行评估。

太平洋地区的物流策略

归根结底，关键可能不在于舰艇本身，而在于后勤保障。美国军事战略日益强调在印太地区开展分散式海上行动，而将装备从美国本土运送到关岛或菲律宾等地可能需要数周时间。

Voltage公司认为，本地打印船体可以将更换周期缩短至几天，仅需打印机、电力和原材料。该公司表示，其位于美国的基础设施最终可实现每年约1.5万吨的材料产能，未来还计划在印太地区建立区域生产节点。

该模型还引入了循环制造理念。由于PETG热塑性塑料可以再加工，理论上可以将废弃的打印结构粉碎后重新用作未来生产的原料。