本月早些时候，一艘名为“埃塞克斯”号（USS Essex）的军舰接收了一台巨大的打印机。这台打印机和它所在的灰色大箱子——总重约15,000磅——通过起重机在夏威夷珍珠港被吊装到舰上。这台打印机不使用墨水打印。它使用热的液态金属进行打印，使其成为一个装在箱子里的小型铝件制造设备。
将该设备安装在舰船上的目的是让海军能够在大海上制造所需的金属零件。其工作原理如下。
它能达到1,562华氏度
这款名为ElemX的打印机由施乐公司（Xerox）制造。它的宽度为9英尺，高度为7英尺，在部署在“埃塞克斯”号上期间，将一直装在其约20英尺长的集装箱式存储箱内。它本身重约4,630磅，需要480伏的电源。
它打印的材料是铝，以铝丝作为原材料。
施乐公司Elem Additive部门负责人Tali Rosman说：“铝丝被送入加热的打印头。打印头温度可达850摄氏度（1,564华氏度），这会将铝丝熔化，从而形成液态金属池。然后，我们激活打印头的脉冲，逐滴喷射（金属），来构建零件。”
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喷射液态金属的脉冲是磁脉冲。打印头不动，但其下方的板会移动，从而形成定制零件。她说：“打印完成后不到一分钟，您就能拿到零件。”打印完成后，制成品和连接它的板必须浸入水中，这个过程会将两者分离。
她说，结果是“一个集装箱里的微型工厂”。
她指出，这台打印机并不够简单，非专业培训的水手无法操作。“我们还没到那一步，”她说。操作该打印机的培训项目需要三天时间。换句话说，它不像加载扳手文件然后按打印键那样简单。
两台打印机的故事
目前在“埃塞克斯”号上的这台打印机有一个“兄弟”：自2020年12月以来，同一型号的机器已安装在加利福尼亚州蒙特雷的美国海军研究生院（NPS）。Rosman说：“海军和NPS正在海上和陆地打印相同的零件。”军舰靠岸后，他们将比较在不同环境下制造的零件，以查看它们是否存在差异。他们将“确保在海上制造没有造成任何显著的差异或变化”。
那么，在一艘长844英尺、漂浮在海上的“黄蜂”级舰船上使用热液态金属打印零件，可能会出现什么问题？
Rosman关注的一个变量是舰船的振动，这可能会影响打印过程。下一个担忧是打印机在船上将经历的“气候”，如含盐的空气甚至海水——尽管打印机将保持在其大箱子内受到保护，并且位于舰船内部。“但为了完全透明，因为以前没有人这样做过，所以我们不知道，”Rosman说。“可能存在我们没有想到的事情，随着这台打印机现在在海上进行零件打印，可能会出现我们都没有列入风险清单的事情。”
使用这台打印机想要制造的物体相当简单。目的是能够制造在海上可能派上用场、当去五金店在后勤上不方便时所需物品。Rosman说：“他们想制造在船上经常损坏的相对简单的零件。”
能够制造三维物体的打印机可以“提高海军舰船的自给自足能力”，海军发言人Arlo Abrahamson指挥官通过电子邮件表示。他说，迄今为止在“埃塞克斯”号上打印的金属物品包括“通用阀门手轮、天线密封带支架、消防水带扳手”等。
Abrahamson还指出，之前“埃塞克斯”号上的聚合物基3D打印机生产了非金属零件，并在2018年至2019年的一次部署期间生产了约735件物品。
请观看下面的视频，了解金属物品是如何制造的。
