Łódź wojskowa wydrukowana niemal jak plastikowa zabawka? Tyle że ma 6 metrów długości i została stworzona z kompozytu bazaltowego o parametrach przewyższających wiele obecnych materiałów do druku 3D. Hawajski startup przekonuje amerykańską armię, że przyszłe jednostki mogą powstawać według cyfrowych projektów, lokalnie w miejscu zapotrzebowania, bez udziału klasycznych stoczni.
Rozwiązania oparte na druku 3D coraz śmielej wkraczają do sektora obronnego, choć większość dotychczasowych projektów skupia się na produkcji pojedynczych komponentów. Hawajski startup Voltage Vessels zamierza jednak pójść o krok dalej. Firma przedstawiła amerykańskiemu Departamentowi Obrony projekt sześciometrowego kadłuba łodzi motorowej typu RHIB (Rigid Hull Inflatable Boat), wydrukowany z wykorzystaniem kompozytu bazaltowego na wielkoformatowej drukarce 3D w technologii wytwarzania przyrostowego.
Przypomnijmy, że technologia addytywna (ang. additive manufacturing, AM) to metoda produkcji polegająca na dodawaniu materiału warstwa po warstwie, zgodnie z cyfrowym modelem 3D. Jest to kluczowe rozróżnienie od tradycyjnych metod, które często polegają na usuwaniu materiału z większego bloku, np. poprzez frezowanie czy toczenie.
Kadłub wydrukowany na przemysłowej drukarce
Do produkcji kadłuba zastosowano wielkogabarytowy system addytywny holenderskiej firmy CEAD. Tego typu maszyny są już wykorzystywane przez podmioty z sektora obronnego do wytwarzania dużych struktur kompozytowych, w tym elementów o rozmiarach odpowiadających kadłubom jednostek pływających.
CEAD, działający na rynku od 2014 roku, postawił sobie za cel przeniesienie technologii druku 3D z poziomu drukarek desktopowych do zastosowań przemysłowych. Rozwiązania firmy znajdują zastosowanie w branżach stoczniowej, motoryzacyjnej i kosmicznej. Choć CEAD wcześniej tworzył systemy do druku pojedynczych elementów łodzi, to właśnie teraz udało się opracować technologię umożliwiającą wytworzenie całego kadłuba. Nowe urządzenie, nazwane Faber Navalis, zostało zaprezentowane podczas targów Formnext 2025.
Jest to pierwsze kompleksowe rozwiązanie, gotowe do wdrożenia, które umożliwia zautomatyzowaną produkcję ciężkich, przemysłowych kadłubów łodzi metodą druku 3D.
- Przeczytaj również: Pływające drony do usuwania min morskich — pomysł na rozminowanie cieśniny Ormuz
x.com
Voltage Vessels
Według Sama Younga, założyciela Voltage Vessels, projekt opiera się na dwóch filarach. Po pierwsze, firma chce wykazać, że opracowany przez nią materiał Eclipse X9 oferuje lepsze parametry mechaniczne i większą odporność na warunki morskie w porównaniu z obecnymi kompozytami do druku 3D. Po drugie, Voltage Vessels dąży do udowodnienia, że cyfrowa produkcja kadłubów w rozproszonych zakładach na obszarze Indo-Pacyfiku może być bardziej efektywna niż tradycyjny model zakładający budowę jednostek w stoczniach na terenie USA i ich późniejszy transport.
Eclipse X9 — kompozyt z bazaltu i recyklingowanego plastiku PETG
Sercem projektu Voltage Vessels jest autorski materiał Eclipse X9, będący kompozytem łączącym recyklingowany plastik PETG z ciętymi włóknami bazaltowymi. Bazalt, skała pochodzenia wulkanicznego powszechnie występująca na Hawajach, wpisuje się w lokalny charakter przedsięwzięcia.
Materiał jest dostępny zarówno w formie filamentu, jak i granulatu, przeznaczonego do wielkoformatowych systemów druku 3D.
- Przeczytaj również: Drony kamikaze można kupić online jako „opryskiwacze do pestycydów”. Dostawa jest możliwa do Polski
Wyniki testów wytrzymałościowych
Potwierdzenie deklarowanych przez producenta właściwości przyszło z Uniwersytetu Maine. Badania wykazały, że wytrzymałość na rozciąganie w kierunku zgodnym z przebiegiem warstw druku osiąga 108 MPa, a w kierunku prostopadłym – 36,5 MPa. Dla porównania, materiał HDPro, stosowany w druku kadłubów statków, uzyskał odpowiednio 49,2 MPa i 9,7 MPa. Oznacza to, że Eclipse X9 przewyższa HDPro ponad dwukrotnie pod względem wytrzymałości na rozciąganie w osi druku i niemal czterokrotnie w kierunku prostopadłym do warstw.
Wyniki prób zginania również są imponujące. Wytrzymałość na zginanie w głównym kierunku obciążenia wyniosła 112,98 MPa, podczas gdy dla popularnego kompozytu PETG wzmacnianego drewnem uzyskano 60,40 MPa. Oznacza to, że Eclipse X9 zapewnia ponad dwukrotnie wyższą wytrzymałość na zginanie.
Istotnym aspektem badań była również odporność na środowisko morskie. Po 24 miesiącach ciągłego zanurzenia w słonej wodzie materiał zachował ponad 90 proc. pierwotnych właściwości wytrzymałościowych, przy jednoczesnej niskiej absorpcji wody, poniżej 0,4 proc.
Właściwości radiowe
Zalety materiału Eclipse X9 nie ograniczają się do parametrów mechanicznych. Ponieważ włókna bazaltowe nie przewodzą prądu elektrycznego, materiał charakteryzuje się niską stałą dielektryczną. Przekłada się to na ograniczone odbicie energii radarowej i mniejszy wpływ na sygnały radiowe, co jest kluczowe dla autonomicznych jednostek nawodnych w zakresie nawigacji, komunikacji i pracy sensorów pokładowych. Może to stanowić istotną przewagę operacyjną nad konstrukcjami z aluminium czy włókna węglowego. Firma podkreśla jednak, że pełna ocena transparentności radiowej dla konkretnych zakresów częstotliwości wymaga dalszych analiz.
- Przeczytaj również: W ataku na Iran USA używa dronów kamikaze. To klony irańskich Shahedów. Jeden z nich spadł w Iraku
Koncepcja firmy Voltage Vessels opiera się na alternatywnym modelu produkcji. Zamiast budowy jednostek w zakładach na kontynentalnych Stanach Zjednoczonych i ich transportu przez ocean, proponuje ona stworzenie sieci regionalnych węzłów produkcyjnych w rejonie Indo-Pacyfiku. W takim scenariuszu kadłuby byłyby drukowane lokalnie na podstawie dostarczonych plików projektowych, z wykorzystaniem lokalnie produkowanego materiału Eclipse X9. Firma deklaruje potencjalną zdolność produkcyjną systemu na poziomie 15 tys. ton materiału rocznie.
Takie podejście mogłoby znacząco skrócić czas dostaw, uprościć logistykę i zwiększyć odporność łańcuchów dostaw w regionach o strategicznym znaczeniu.
Marynarka USA coraz mocniej stawia na technologie addytywne
Projekt Voltage Vessels wpisuje się w szerszy trend obserwowany w amerykańskim sektorze obronnym, gdzie technologie addytywne przechodzą z fazy badań do konkretnych programów finansowanych przez wojsko. Niedawno firma Blue Ops nawiązała współpracę z HADDY, specjalizującą się w robotycznych systemach produkcyjnych. Celem projektu jest integracja wielkoformatowego druku 3D z procesem budowy bezzałogowych jednostek nawodnych klasy wojskowej, co ma pozwolić na podwojenie obecnych zdolności produkcyjnych.
Voltage Vessels odpowiada na te potrzeby, koncentrując się jednak na całych kadłubach, a nie na pojedynczych częściach.
Całe kadłuby zamiast tylko komponentów
Różnica ta może być kluczowa dla przyszłości projektu. Amerykańska marynarka wojenna wystosowała wcześniej list intencyjny do firmy AML3D, planując rozmieszczenie 100 wielkoformatowych drukarek 3D do metalu w ramach programu Maritime Industrial Base. Inicjatywa ta ma na celu produkcję około 1600 addytywnie wytwarzanych komponentów rocznie do 2030 roku, jednak skupia się ona na częściach i podzespołach, a nie na pełnowymiarowych kadłubach.
Voltage Vessels rozwija więc rozwiązanie, które wyprzedza obecny kierunek głównych inwestycji marynarki wojennej w technologie addytywne. Ostateczny sukces projektu zależeć będzie nie tylko od technologii, ale również od gotowości systemu zamówień wojskowych do adaptacji nowego modelu produkcji. Jeśli kadłuby w pełni drukowane w 3D znajdą drogę do rzeczywistych programów zakupowych amerykańskiego sektora obronnego, może to zwiastować rewolucję w sposobie projektowania, produkcji i dostarczania lekkich jednostek morskich dla sił zbrojnych.
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś nasz artykuł do końca. Bądź na bieżąco! Obserwuj nas w Google.
## Wyniki Biznes Fakty: * **Innowacja w produkcji morskiej:** Voltage Vessels proponuje rewolucyjne podejście do budowy kadłubów łodzi, wykorzystując druk 3D i zaawansowane kompozyty. * **Przewaga materiałowa:** Kompozyt Eclipse X9 przewyższa tradycyjne materiały, takie jak HDPro, pod względem wytrzymałości mechanicznej i odporności na warunki morskie. * **Strategia rozproszonej produkcji:** Koncepcja lokalnych węzłów produkcyjnych w regionie Indo-Pacyfiku ma na celu optymalizację logistyki i zwiększenie odporności łańcuchów dostaw dla potrzeb wojskowych. * **Potencjalne zastosowania militarne:** Projekt wpisuje się w rosnące zainteresowanie amerykańskiego sektora obronnego technologiami addytywnymi, oferując rozwiązanie dla produkcji całych kadłubów, a nie tylko pojedynczych komponentów. * **Korzyści operacyjne:** Niska stała dielektryczna materiału Eclipse X9 może zapewnić przewagę w zakresie wykrywania radarowego i komunikacji radiowej, co jest kluczowe dla autonomicznych jednostek nawodnych.
Na podstawie materiałów : businessinsider.com.pl