北京
一樣的海軍預(yù)算，一邊是橫跨太平洋的漫長(zhǎng)物流線，一邊是按需打印的前沿制造能力——你會(huì)怎么選？美國(guó)國(guó)防部正在認(rèn)真考慮用火山巖纖維3D打印軍用快艇，這個(gè)看似冷門的材料方案，可能徹底改寫海上戰(zhàn)術(shù)規(guī)則。
夏威夷初創(chuàng)公司Voltage Vessels最近提交了一艘6米長(zhǎng)的3D打印剛性充氣艇供五角大樓評(píng)估。據(jù)3D Printing Industry報(bào)道，這艘艇使用了CEAD的大型增材制造系統(tǒng)建造。關(guān)鍵突破不在打印技術(shù)本身，而在于制造地點(diǎn)的根本性轉(zhuǎn)移：海軍部隊(duì)不再需要依賴從沖繩那霸機(jī)場(chǎng)到圣地亞哥國(guó)際機(jī)場(chǎng)長(zhǎng)達(dá)6545英里的后勤供應(yīng)鏈，直接從數(shù)字文件就能在前沿基地將船體打印出來。
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真正讓這個(gè)方案顯得激進(jìn)的，是打印材料上的雙重創(chuàng)新。傳統(tǒng)玻璃纖維和塑料結(jié)構(gòu)被徹底拋棄，Voltage Vessels采用了回收PETG塑料與短切玄武巖纖維的復(fù)合材料。玄武巖纖維是一種從火山巖熔融拉絲制成的無機(jī)纖維，天然具備極低導(dǎo)電率。該公司將其命名為Eclipse X9，其拉伸強(qiáng)度相比CEAD打印機(jī)當(dāng)前用于海洋領(lǐng)域的HDPro材料顯著提高。更值得關(guān)注的是，這種玄武巖復(fù)合材料的導(dǎo)電性幾乎為零——盡管它對(duì)特定射頻的透明度仍在評(píng)估中，但在理論上既能降低雷達(dá)截面（RCS），又能避免干擾各類自主海軍系統(tǒng)依賴的信號(hào)傳輸。
不導(dǎo)電的船體意味著什么？傳統(tǒng)金屬或含碳纖維的船殼會(huì)反射雷達(dá)波、干擾船載電子設(shè)備。而玄武巖纖維船殼可以讓雷達(dá)波直接穿透，配合適當(dāng)?shù)耐庑卧O(shè)計(jì)，能大幅減少回波特征。這種思路與研究人員正在開發(fā)的無人機(jī)“噴涂式”玄武巖隱形涂層類似——當(dāng)平臺(tái)尺寸本身就很小，采用射頻透明材料能讓它在雷達(dá)視野中接近消失，即使外形并不完全符合隱形優(yōu)化設(shè)計(jì)。
美國(guó)海軍目前正在積極布局大型增材制造能力，計(jì)劃在全球基地部署100臺(tái)大型金屬3D打印機(jī)來簡(jiǎn)化零部件生產(chǎn)。但這些計(jì)劃至今僅限于組件級(jí)別。Voltage Vessels的方案直接將規(guī)模拉升到船體層級(jí)，提出的年產(chǎn)量目標(biāo)高達(dá)15000公噸。按照一艘20英尺（約6米）剛性充氣艇重約1300磅（約600公斤）推算，這意味著每年可產(chǎn)出多達(dá)25000艘船體——實(shí)際數(shù)量會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)和尺寸有所浮動(dòng)。這個(gè)產(chǎn)能數(shù)字展示了一種從前沿基地快速擴(kuò)充小型艦艇編隊(duì)的可能性。
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