Hawaii-Startup entwickelt 3D-gedrucktes Boot für maritime Verteidigungsaufgaben

Im Gegensatz zur traditionellen Konstruktion militärischer Boote, die auf Formen, Glasfaserverlegung, Werkzeugen und festen Einrichtungen basiert, zielt dieser Ansatz darauf ab, eine dezentrale Produktion zu ermöglichen, sodass Boote oder Ersatzteile näher an den Einsatzorten der Truppen gedruckt werden können.

Für die USA ist diese Idee insbesondere für Operationen im Indo-Pazifik relevant, wo der Austausch beschädigter maritimer Vermögenswerte lange Logistikketten erfordern würde.: Laut Defense Blog beschreibt Voltage Vessels das Konzept als ein dezentrales Modell der Verbundstoffherstellung, bei dem die Produktionskapazität mit den Kräften mitzieht und nicht in Werften konzentriert bleibt.

Regionale Knotenpunkte könnten theoretisch Rumpf und strukturelle Komponenten direkt aus digitalen Konstruktionsdateien unter Verwendung lokal bereitgestellter Materialien drucken.

Moegliche Anwendungen

Das sechsmeter große RHIB wurde mit einem CEAD-Drucksystem für Großformate in additiver Fertigung hergestellt, einem industriellen 3D-Drucker, der bereits für Verbundwerkstoffanwendungen eingesetzt wird. RHIBs spielen eine wichtige Rolle in maritimen Operationen.

Diese schnellen, aufblasbaren Boote mit harten Bodenplatten werden weit verbreitet für Anlandemanöver, den Transport, die Seeblockade und Spezialoperationseinsätze genutzt.

Voltage argumentiert, dass konventionelle Herstellungsverfahren Verwundbarkeiten schaffen, da beschädigte Einheiten oft durch zentrale Fertigung und den Transport über große Distanzen ersetzt werden müssen. Als Alternative wird hier die digitale Verteilung vorgeschlagen: Es werden Dateien und Rohmaterialien statt fertiger Boote verschickt.

Technischer Hintergrund

Das verwendete Basalt-Verbundwerkstoff ist für maritime und Verteidigungszwecke konzipiert. Die ermöglichende Technologie ist Eclipse X9. Das Material besteht aus recyceltem PETG mit Basaltfaserverstärkung.

Basit-Komposite finden bereits industrielle Anwendungen in maritimen Konstruktionen, Bewehrungssystemen und feuerbeständigen Materialien aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit und chemischen Stabilität. Voltage hat das Material speziell für den Großformatdruck reformuliert.

Laut Tests, die am Advanced Structures and Composites Center der University of Maine durchgeführt wurden und werden, erreichte Eclipse X9 eine Zugfestigkeit 108 MPa in Druckrichtung, im Vergleich zu rund 49 MPa für das als Referenzmaterial eingesetzte HDPro-Komposit. Auch die Biegefestigkeit übersteigt reportedly gängige Alternativen aus holzgefülltem PETG.

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Das Unternehmen gibt zudem an, dass das Material nach mehr als zwei Jahren Salzwasserexposition mehr als 90 % seiner Festigkeit behielt und gleichzeitig die Wasseraufnahme unter 0,4 % hielt. Ein weiteres Merkmal, das das Interesse der Verteidigungsbranche weckt, ist das elektromagnetische Verhalten.

Im Gegensatz zu metallischen Konstruktionen ist Basitfaser nicht leitfähig und weist geringe dielektrische Eigenschaften auf.

Voltage stellt fest, dass dies dem Material Vorteile in Bezug auf die Transparenz im Hochfrequenzbereich verleiht, was autonomen Schiffen mit Kommunikationssystemen, Sensoren und elektronischen Nutzlasten zugutekommen könnte, obwohl die Bewertung für spezifische Betriebsfrequenzen noch läuft. Ein logistischer Spielzug für den Pazifik.

Markt und Strategie

Letztlich liegt die Bedeutung möglicherweise weniger im Boot selbst, sondern mehr in der Logistik. Die US-Militärstrategie betont zunehmend verteilte maritime Operationen im Indopazifik, wobei der Transport üstung Standorten wie Guam oder den Philippinen Wochen dauern kann.

Voltage argumentiert, dass lokal gedruckte Rümpfe die Ersatzzeiten auf Tage reduzieren könnten, wobei lediglich Drucker, Strom und Rohstoffe erforderlich wären.

Das Unternehmen gibt an, dass seine in den USA ansässige Infrastruktur sich langfristig auf etwa 15.000 metrische Tonnen Material pro Jahr ausweiten könnte, während zukünftige regionale Produktionsstandorte im Rahmen des indopazifischen Konzepts geplant sind. Das Modell führt zudem einen zirkulären Fertigungsaspekt ein.

Da PETG-Thermoplaste wiederverarbeitet werden können, könnten ausgediente gedruckte Strukturen theoretisch zerkleinert und als Rohstoff für zukünftige Produktionen wiederverwendet werden.