شركة هاواي تطور زورقًا بحريًا مطبوعًا ثلاثي الأبعاد من مركب البازلت البركاني

تقترح شركة ناشئة مقرها هاواي طريقة جديدة لبناء الزوارق العسكرية عبر طباعتها من ملفات رقمية باستخدام مادة معززة بالبازلت البركاني بدلاً من تصنيعها في أحواض بناء السفن.

قدمت شركة Voltage Vessels زورقًا مطاطيًا صلب الهيكل بطول ستة أمتار (RHIB) للتقييم من قبل الدفاع البحري الأمريكي، في إطار استكشاف إمكانية دمجه ضمن برامج بحرية ذاتية التشغيل.

يرتكز المفهوم على التصنيع الإضافي واستخدام مادة مخصصة تسمى Eclipse X9، طورتها الشركة من خلال دمج بلاستيك PETG المعاد تدويره مع ألياف البازلت المقطعة، وهي مادة بركانية متوفرة بكثرة في هاواي.

تختلف هذه الطريقة عن البناء العسكري التقليدي الذي يعتمد على القوالب والطبقات الزجاجية والأدوات والمرافق الثابتة، إذ تهدف إلى تمكين الإنتاج الموزع، مما يسمح بطباعة الزوارق أو مكوناتها البديلة بالقرب من مواقع العمليات.

وتكتسب هذه الفكرة أهمية خاصة للولايات المتحدة في عمليات المحيط الهندي الهادئ، حيث تتطلب استبدال الأصول البحرية التالفة سلاسل لوجستية طويلة.

التحول من المصانع إلى الإنتاج الرقمي للزوارق

تصف شركة Voltage Vessels هذا النموذج بأنه تصنيع مركب موزع حيث تنتقل القدرة الإنتاجية مع القوات بدلاً من تركيزها في أحواض السفن. يمكن للمراكز الإقليمية طباعة الهياكل والمكونات مباشرة من ملفات التصميم الرقمية باستخدام المواد المحلية.

تم إنتاج زورق RHIB بطول ستة أمتار باستخدام نظام تصنيع إضافي كبير الحجم من نوع CEAD، وهو طابعة صناعية مستخدمة بالفعل في تطبيقات المركبات المركبة.

تلعب زوارق RHIB دورًا مهمًا في العمليات البحرية، حيث تستخدم على نطاق واسع في عمليات الصعود على السفن، ونقل الأفراد، وعمليات الاعتراض البحري، والمهام الخاصة. وتؤكد الشركة أن الطرق التقليدية للإنتاج تخلق نقاط ضعف بسبب الحاجة لاستبدال الزوارق التالفة عبر تصنيع مركزي وشحن لمسافات طويلة.

الحل البديل المقترح هو التوزيع الرقمي، حيث تُنقل الملفات والمواد الخام بدلاً من الزوارق الكاملة.

مركب البازلت المصمم للاستخدام البحري والدفاعي

تعتمد التقنية الممكّنة على مادة Eclipse X9 التي تجمع بين بلاستيك PETG المعاد تدويره وتعزيز ألياف البازلت. تستخدم مركبات البازلت صناعيًا في الهياكل البحرية وأنظمة التسليح والمواد المقاومة للحريق بسبب مقاومتها للتآكل واستقرارها الكيميائي.

قامت شركة Voltage بإعادة صياغة المادة خصيصًا للطباعة كبيرة الحجم. وأظهرت اختبارات أجريت في مركز هياكل ومركبات متقدمة بجامعة مين، كما ذكر محرر Defense Blog ديلان مالياسوف، أن قوة الشد لمادة Eclipse X9 بلغت حوالي 108 ميجا باسكال على طول اتجاه الطباعة، مقارنة بنحو 49 ميجا باسكال لمادة HDPro المرجعية. كما تجاوزت قوة الانحناء بدورها البدائل الشائعة من PETG المملوءة بالخشب.

تؤكد الشركة أن المادة حافظت على أكثر من 90% من قوتها بعد أكثر من عامين من التعرض للمياه المالحة مع امتصاص ماء أقل من 0.4%. كما تثير سلوكياتها الكهرومغناطيسية اهتمامًا دفاعيًا.

على عكس الهياكل المعدنية، فإن ألياف البازلت غير موصلة وتتمتع بخواص عازلة منخفضة. وتوضح Voltage أن ذلك يمنح المادة مزايا شفافية ترددات الراديو التي قد تفيد الزوارق الذاتية التي تحمل أنظمة اتصالات وأجهزة استشعار وأحمال إلكترونية، مع استمرار التقييم للترددات التشغيلية المحددة.

أهمية لوجستية في المحيط الهادئ

تكمن الأهمية في هذا المشروع في جانب اللوجستيات أكثر من الزورق ذاته. إذ تركز الاستراتيجية العسكرية الأمريكية بشكل متزايد على العمليات البحرية الموزعة في منطقة المحيط الهندي الهادئ، حيث يستغرق نقل المعدات من الولايات المتحدة القارية إلى مواقع مثل غوام أو الفلبين أسابيع.

تشير Voltage إلى أن طباعة الهياكل محليًا يمكن أن تقلل من زمن الاستبدال إلى أيام، متطلبة فقط وجود الطابعات والطاقة والمواد الخام. وتقول الشركة إن بنيتها التحتية في الولايات المتحدة يمكن أن تتوسع لتصل إلى حوالي 15,000 طن متري من المواد سنويًا، مع خطط لإنشاء مراكز إنتاج إقليمية في إطار منطقة المحيط الهندي الهادئ.

كما يقدم النموذج عنصر تصنيع دائري، إذ يمكن إعادة معالجة بلاستيك PETG، ما يسمح بتقطيع الهياكل المطبوعة المتقادمة واستخدامها كمواد خام للإنتاج المستقبلي.