Americké námořnictvo testuje 3D tištěné lodě z vulkanického čediče: Zrychlí logistiku v Pacifiku

Havajský startup Voltage Vessels navrhuje revoluční způsob výroby vojenských lodí. Místo tradiční loděnice chce plavidla tisknout z digitálního souboru pomocí materiálu vyztuženého vulkanickým čedičem.

Havajský startup Voltage Vessels navrhuje revoluční způsob výroby vojenských lodí. Místo tradiční loděnice chce plavidla tisknout z digitálního souboru pomocí materiálu vyztuženého vulkanickým čedičem. Společnost již předložila šestimetrový nafukovací člun s pevným trupem (RHIB) k hodnocení americké námořní obrany a zkoumá jeho potenciální integraci do autonomních námořních programů.

Základem konceptu je aditivní výroba a vlastní materiál nazvaný Eclipse X9. Ten byl vyvinut společností Voltage Vessels z recyklovaného termoplastu PETG vyztuženého sekanými čedičovými vlákny, což je vulkanický materiál hojně dostupný na Havaji. Na rozdíl od konvenční stavby vojenských lodí, která vyžaduje formy, laminování sklolaminátu a pevná zařízení, tento přístup umožňuje distribuovanou výrobu. Lodě nebo náhradní komponenty tak lze tisknout blíže k místům, kde operují ozbrojené síly.

Pro Spojené státy je tato myšlenka obzvláště relevantní v operacích v Indo-Pacifiku, kde by výměna poškozených námořních plavidel vyžadovala dlouhé logistické řetězce. Voltage Vessels popisuje tento koncept jako model distribuované kompozitní výroby, kde se výrobní kapacita pohybuje s ozbrojenými silami, namísto aby zůstávala soustředěna v loděnicích. Regionální uzly by teoreticky mohly tisknout trupy a konstrukční komponenty přímo z digitálních návrhových souborů za použití lokálně dodávaného materiálu. Šestimetrový člun RHIB byl vyroben pomocí velkoformátového aditivního výrobního systému CEAD, průmyslového tiskárny již používané pro kompozitní aplikace.

Klíčovou technologií je materiál Eclipse X9. Čedičové kompozity již nacházejí průmyslové uplatnění v námořních konstrukcích, výztužných systémech a ohnivzdorných materiálech díky své odolnosti proti korozi a chemické stabilitě. Voltage Vessels materiál přeformulovala speciálně pro velkoformátový tisk. Testy provedené na University of Maine Advanced Structures and Composites Center ukázaly, že Eclipse X9 dosáhl pevnosti v tahu přibližně 108 MPa ve směru tisku, oproti zhruba 49 MPa u referenčního materiálu HDPro. Pevnost v ohybu také překonala běžné alternativy PETG plněné dřevem. Společnost uvádí, že materiál si zachoval více než 90 % své pevnosti po více než dvou letech expozice slané vodě, přičemž absorpce vody zůstala pod 0,4 %.

Další vlastností, která přitahuje zájem obrany, je elektromagnetické chování. Na rozdíl od kovových konstrukcí je čedičové vlákno nevodivé a vykazuje nízké dielektrické vlastnosti. To materiálu poskytuje výhody v oblasti radiofrekvenční transparentnosti, což může být přínosné pro autonomní plavidla nesoucí komunikační systémy, senzory a elektronické užitečné zatížení. Význam této inovace spočívá méně v samotné lodi a více v logistice. Vojenská strategie USA stále více klade důraz na distribuované námořní operace napříč Indo-Pacifikem, kde přesun vybavení z kontinentálních Spojených států na místa jako Guam nebo Filipíny může trvat týdny. Voltage Vessels tvrdí, že lokálně tištěné trupy by mohly zkrátit dobu výměny na dny, vyžadující pouze tiskárny, energii a suroviny. Model také zavádí prvek cirkulární výroby, neboť termoplasty PETG lze přepracovat a vyřazené tištěné konstrukce teoreticky rozmělnit a znovu použít jako surovinu pro budoucí výrobu.