由Sam Young创立的夏威夷初创公司Voltage Vessels，近日向美国海上防务评估提交了一艘六米长的刚性船体充气艇，该船艇正被评定是否可集成至自主海军项目。这是该公司首次进入正式国防评估。船体采用CEAD的大幅面增材制造系统打印——这是一台已被多家国防承包商用于船体级别复合材料生产的荷兰工业级打印机。这一消息在增材制造领域引发关注，因为船体采用的材料源自公司内部研发的3D打印专用复合材料。同时，Voltage Vessels与Voltage Materials正式推出Eclipse X9，一种专为大幅面增材制造设计的玄武岩增强再生PETG复合材料。

该材料被命名为Eclipse X9，是一种由回收PETG塑料制成、并用短切玄武岩纤维增强的结构复合材料。玄武岩纤维源自夏威夷群岛常见的火山矿物，已在此前用于防务应用，其化学惰性、不导电性和耐腐蚀性被列为优点。Voltage Vessels专门针对大幅面增材制造（LFAM）对该材料进行了重新配方，提供颗粒和丝材形式，兼容工业级CEAD类打印机和更小型的桌面系统。经过数年开发，该材料现已商业化供应，并在多个不同打印机平台的LFAM设施中接受评估。该公司将该材料瞄准海洋结构件、工装、浮标、无人水面航行器（USV）、基础设施部件以及其他暴露于严苛沿海环境的应用。

独立验证由缅因大学先进结构与复合材料中心（ASCC）完成，力学测试遵循ASTM D638和D790，并辅以ISO 12215下的海洋结构尺寸分析。项目ID为UM-TC-23-1008的测试显示：沿打印方向拉伸强度约108.2兆帕，垂直于层方向为36.5兆帕，而对比基准复合材料HDPro分别为49.2和9.7兆帕；主方向弯曲强度达112.98兆帕，相比之下木质填充PETG为60.40兆帕；弯曲模量12 GPa，热变形温度高于70°C。此外，在持续24至26个月的盐水浸泡试验中，该复合材料保持了超过90%的强度，吸水率低于0.4%。

Eclipse X9拥有一项铝合金和碳纤维船体无法提供的特性：它不导电且介电常数低，因此对射频信号几乎透明。玄武岩纤维的电绝缘性赋予材料低介电常数，不反射雷达能量，也不干扰自主海军系统依赖的导航、通信和传感器运行的射频信号。不过，该射频透明特性在特定频率范围内仍在评估中。由于玄武岩纤维不导电、对无线电频率透明且产生低雷达信号，Voltage指出国防和自主海洋系统是天然的适用领域。

其平台无关性已通过多个LFAM设施和打印机平台的评估验证。颗粒料供应覆盖Caracol/CEAD类别的机器人挤出系统以及CMS/JuggerBot类型的龙门式机床，并提供用于合同制造的散装量。丝材有1.75 mm和2.85 mm两种直径，可在从桌面FFF打印机到大型设备如Elegoo OrangeStorm Giga级别的机器上运行。同时可为OEM和国防资质认证项目提供定制配混服务。

目前处于设计和工程阶段的Nāia 25——一款25英尺电动研究型双体船概念——正围绕Eclipse X9进行开发，以展示该材料的海洋应用潜力。为了展示该复合材料在船艇规模上的能力，Voltage正在设计的Nāia 25是一艘围绕Eclipse X9构建的25英尺电动研究用动力双体船概念。该公司描述早期生产反馈积极，尤其在可打印性、熔丝一致性、表面质量、刚度和操作性方面。公司同时正在评估海洋工况下的配色方案，包括海军灰、青铜沙色以及旨在减少热积聚同时保留玄武岩纤维特征的浅色调。

除了船艇本身，Voltage将双体船定位为证明平台无关材料所能实现可能性的实例：电动研究船、USV和自主系统、海洋监测浮标、珊瑚礁和海岸恢复结构、工装和模具、海洋基础设施，以及靠近需求点的分布式制造。「材料会移动，生产保留在本地。」该公司表示。

Voltage Vessels将其生产能力描述为可从美国本土的配混基础设施实现每年15000公吨的Eclipse X9材料可扩展产能。该公司不计划从美国大陆设施运输替换船体，而是提议在印太地区设立区域生产节点，每个节点使用本地配制的Eclipse X9从数字文件打印船体。该公司还在寻求区域许可配混合作伙伴，以建立分布式生产节点，其中夏威夷将作为试点设施。

由于PETG热塑性塑料可重新熔融并再次挤出而不会显著损失性能，因此在其使用寿命结束时有可能被粉碎、重新造粒并重新打印——这对于在补给和废物处理持续面临挑战的前沿部署部队来说是一个后勤考量。Eclipse X9可实现闭环机械回收：打印件可经粉碎、再制粒后重新打印，无需材料丢弃。

自称为「制造产品的材料公司」而非「材料制造商」的Voltage正在接受样品订单、技术评估和应用特定咨询。Voltage的策略既针对材料缺口也针对物流缺口：海洋结构件通常是在固定设施中用玻璃纤维层压而成，然后运至使用地点，而现有已打印的海洋复合材料缺乏经过验证的长期海水性能。通过将再生热塑性塑料与玄武岩纤维配对并保持配方平台无关，Voltage将Eclipse X9定位为靠近需求点分布式制造的原料，这一主张具有明显的国防色彩。

此前，Voltage Vessels曾提交一艘六米长的3D打印刚性充气艇供美国海上防御评估，认为在印太地区设施中根据数字文件打印的船体可以取代在美国本土建造船只再向前运送的模式。向打印、再生海洋结构件的推进已经成熟，意大利LFAM专家Caracol与西班牙V2 Group的合作曾使用玻璃纤维增强再生聚丙烯的机器人挤出力，为开放水域生产了一艘6米长的整体式双体船，将该构建视为无模具工业化生产船艇的测试案例。而验证了Eclipse X9的缅因大学先进结构与复合材料中心本身就是该领域的重量级角色，该中心曾为美国海军陆战队打印了两艘大型后勤支援船，使用纤维增强聚合物复合材料，其中一艘当时是增材制造的最大船艇，设计用于运输集装箱或搭载一个全副武装的步枪班及其三天的补给。

美国海军对增材制造海上平台的兴趣并非推测，而是正在积极资助和测试中。Blue Ops最近与机器人制造公司HADDY合作，将大规模3D打印直接整合到军用级无人水面舰艇的生产中，这项合作预计将使当前产量翻倍。Voltage Vessels正在回应同样的需求信号，但专注于船体层面而非组件层面。美国海军向AML3D发布了一份意向书，概述了计划在海上工业基地部署多达100台大型金属3D打印机，目标是到2030年每年制造1600个增材制造组件。Voltage Vessels的行动走在了海军当前增材制造投资重点的前面。国防采购是否会跟进仍是一个悬而未决的问题。打印海洋制造的战略正从证明船艇可以被打印，转向证明材料能在海洋中生存。