总部位于夏威夷的Voltage Vessels公司发布了Eclipse X9,这是一种将回收PETG与玄武岩纤维增强材料相结合、专用于大幅面增材制造(LFAM)的复合材料。经过数年研发,该材料现以颗粒料和线材两种形态投入商业供应,并正在多个LFAM设施的不同打印平台上进行评估测试。该公司将该材料瞄准海洋结构件、工装模具、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领域。颗粒料供应涵盖Caracol/CEAD类机器人挤出系统和CMS/JuggerBot型龙门架设备,并为合同制造商提供批量供应。线材提供1.75毫米和2.85毫米两种直径规格,兼容从桌面级FFF打印机到大幅面设备(如Elegoo OrangeStorm Giga级别)在内的各类机型。
性能数据与海洋验证
独立验证由缅因大学先进结构与复合材料中心(ASCC)完成。机械测试遵循ASTM D638和D790标准,并辅以ISO 12215船舶结构分析。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。公布的数据包括:抗拉强度108.2 MPa,弯曲强度112.98 MPa,弯曲模量12 GPa,热变形温度高于70°C,吸水率低于0.4%。由于玄武岩纤维不导电、对射频信号透明且雷达回波特征低,Voltage指出国防和自主海洋系统是其天然适用领域。该材料还支持闭环机械回收:成品部件可粉碎、重新造粒后再次用于打印,无需废弃材料。

Nāia 25,一艘25英尺长的电动研究双体船概念船。图片来源:Voltage Vessels
Nāia 25验证船
为展示该复合材料在船舶规模上的应用潜力,Voltage正在设计Nāia 25——一艘围绕Eclipse X9打造的25英尺(约7.6米)电动研究双体船概念。该船仍处于设计与工程阶段,但材料本身的生产试验已经展开,早期反馈主要集中在可打印性、料珠一致性、表面质量、刚度和操作性方面。Nāia 25,一艘25英尺电动研究双体船概念。图片由Voltage Vessels提供。色彩开发是下一步工作。该公司正在测试适用于海洋环境的颜料方向,包括海军灰、古铜沙色以及旨在限制热量积聚同时保留可见玄武岩纤维纹理的浅色调。
除船舶外,Voltage将双体船视为一种平台无关性材料所能实现可能性的证明:电动研究船、USV和自主系统、海洋监测浮标、珊瑚礁与海岸修复结构、工装模具、海洋基础设施,以及靠近需求点的分布式制造。“材料流动,生产本地化,”该公司表示。Voltage自称是一家“制造产品的材料公司,而非制造材料的制造商”,目前正在接受样品订单、技术评估和应用特定咨询。
制造能够经受海洋考验的复合材料
Voltage的战略同时解决了物流和材料两方面的差距:海洋结构件通常是在固定设施中用玻璃纤维层压而成,然后运输到使用地点,而现有的打印海洋复合材料缺乏经过验证的长期海水性能。通过将回收热塑性塑料与玄武岩纤维相结合,并保持配方平台无关性,该公司将Eclipse X9定位为靠近需求点进行分布式制造的原材料,这一策略带有明显的防务色彩。此前,Voltage Vessels已向美国海事防务部门提交了一艘六米长的3D打印刚性充气艇进行评估,主张在印太地区区域设施中根据数字文件打印船体,可以取代在美国本土建造船只再向前运送的模式。

工业厂房内一艘6米长的3D打印充气艇船体。图片由Voltage Vessels提供。
向打印、回收海洋结构件的推进已相当成熟。意大利LFAM专家Caracol与西班牙V2集团合作,利用玻璃纤维增强回收聚丙烯的机器人挤出技术,生产了一艘6米长的单体双体船用于开放水域航行,将其作为无需模具即可实现船体工业化生产的测试案例。缅因大学先进结构与复合材料中心——验证Eclipse X9的实验室——本身就是该领域的重要力量。该中心曾为美国海军陆战队打印了两艘大型后勤支援船,均采用纤维增强聚合物复合材料制造,其中一艘是当时增材制造的最大船舶,设计用于运输集装箱或一个满编步枪班及三天的补给。打印船舶制造的战略正在从证明船舶可以被打印,转向证明材料能够经受海洋考验。
来源:中国3D打印网

0 留言