3D打印正在成為造船業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)做法

導(dǎo)讀：3D打印技術(shù)幾乎在各個領(lǐng)域都有應(yīng)用，而在造船領(lǐng)域正在成為一種標(biāo)準(zhǔn)的制造手段,。

2020年12月22日,，南極熊獲悉，瑞典RISE研究所科學(xué)家Emil Johansson剛剛公布的一個新項目,，展示了一個功能齊全的3D打印船 ,。這個項目展示了新的大尺寸擠出系統(tǒng)，無論是基于笛卡爾或多軸機(jī)器人架構(gòu),，使3D打印船成為一個相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化的實踐,。

在這個應(yīng)用案例中，研究人員于12月中旬在瑞典西海岸測試了一艘3D打印的摩托艇,，同時進(jìn)行了直播,。這艘3D打印的船完美地處理了水的問題。Johansson說："打印一艘船是瑞典RISE研究所同事Lenny Tonnang,、Jan Johansson和我多年來一直夢想的事情,。我們與Cipax和Pioner船艇的創(chuàng)新團(tuán)隊一起，在Dag Eirik Thomassen和Lars Haugli的領(lǐng)導(dǎo)下,，決定將其實現(xiàn),。"

船本身是使用基于工業(yè)機(jī)器人的3D打印技術(shù)一體成型的，這項技術(shù)是研究人員與ABB公司的Anders Spaak合作多年的成果,。這項工作是研究項目DiLAM的一部分,，由Vinnova，瑞典能源署和Formas通過戰(zhàn)略創(chuàng)新計劃Produktion2030資助,。

這是幾年前開始的多個項目中的最新項目,，當(dāng)時整個海洋和海運(yùn)行業(yè)已開始向增材制造技術(shù)開放，而不再僅限于一些基本的原型設(shè)計,。

△Livrea Yacht是最早使用先進(jìn)的Windform材料來3D打印新游艇設(shè)計原型的工作室之一

從原型到3D打印船

一開始,，意大利工作室Livrea Yacht可能是第一個設(shè)想3D打印整艘船的人，基于使用增材制造新游艇設(shè)計原型的經(jīng)驗,，Livrea Yacht在西西里島成立了創(chuàng)業(yè)公司Ocore,，開發(fā)能夠3D打印整艘帆船船體的機(jī)器人打印系統(tǒng)，并得到LEHVOSS和Autodesk的支持,。

他們在2018年年底成功地3D打印了整個帆船船體,，但在此前幾周，美國緬因大學(xué)和ORNL完成的一個更令人印象深刻的項目,。這家資金雄厚的美國機(jī)構(gòu)利用英格索爾的大型3D打印機(jī),，創(chuàng)造了世界上最大的整艘3D打印船，目前這艘船共擁有3項吉尼斯世界紀(jì)錄,。這次船的3D打印采用了大型擠出系統(tǒng),，使用碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合造粒材料,。

另外一艘3D打印船是MAMBO,，這是第一艘使用連續(xù)纖維復(fù)合材料的全功能3D打印船,，由另一家意大利創(chuàng)業(yè)公司moi Composites開發(fā)。這艘船是與歐特克公司合作開發(fā)設(shè)計的,，采用連續(xù)玻璃纖維復(fù)合材料熱固性材料的多軸機(jī)器人擠出工藝生產(chǎn)的,。

雖然在實現(xiàn)必要的成本效率和速度方面，連續(xù)纖維擠出工藝可能還有些距離,，但斬斷纖維復(fù)合材料擠出系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)被證明在一次性打印非常大的結(jié)構(gòu)（如船體）時,，其效果不止于此。這是一個巨大的成就,，現(xiàn)在看來,，這將成為未來幾年船舶制造行業(yè)更廣泛采用的技術(shù)。

△moi Composites公司的MAMBO連續(xù)纖維3D打印船

能夠直接從CAD中制造出一次性的產(chǎn)品,，如船或小型游艇,，而不需要制造昂貴而耗時的模具 。另一方面,，大幅面3D打印技術(shù)也能為船舶和海洋模具制造帶來好處,。

另一家大幅面3D打印制造商Thermwood已經(jīng)通過3D打印51英尺長的游艇船體模具的幾個部分來證明這一點，以顯示單個船體模具可能足以制造更大的船只,，如游艇,。測試模具的打印部分由Techmer PM的碳纖維增強(qiáng)ABS制成。選擇ABS是因為它的物理性能和相對于其他增強(qiáng)型熱塑性塑料的成本較低,。

從3D打印船到零配件

如果說3D打印船是3D打印最迷人的應(yīng)用之一,，那么增材制造在海運(yùn)行業(yè)最有價值的應(yīng)用之一就是按需生產(chǎn)備件。目前,，這已經(jīng)迅速成為海運(yùn)業(yè)一些非常大的運(yùn)營商非常有價值和高潛力的業(yè)務(wù)領(lǐng)域,。

AML3D和MX3D等大型金屬3D打印公司已經(jīng)發(fā)布了一些金屬3D打印海事備件的首批應(yīng)用案例。這兩項技術(shù)都是基于WAAM工藝,，能夠生產(chǎn)出非常大的金屬零件,，金屬沉積率非常高。新加坡公司Tytus3D也貢獻(xiàn)了自己的金屬3D打印技術(shù),，與運(yùn)營商進(jìn)行聯(lián)合行業(yè)項目合作,，開發(fā)海事應(yīng)用。在澳大利亞,，當(dāng)?shù)毓�司SPEE3D將金屬3D打印技術(shù)提供給澳大利亞海軍生產(chǎn)備件,。

△使用SPEE3D技術(shù)打印的鋁青銅螺旋槳

這只是冰山一角。一些活躍在船舶行業(yè)的大型企業(yè),，如威廉姆斯,、蒂森克虜伯,、Yinson、Wartsila,、川崎重工,，以及DNV GL等大型咨詢集團(tuán)，都在進(jìn)行大量投資,，以開發(fā)通過增材制造生產(chǎn)船舶備件的基礎(chǔ)設(shè)施,，并受益于按需和數(shù)字倉庫能力。

在海運(yùn)業(yè)這樣一個船舶壽命長達(dá)數(shù)十年的領(lǐng)域,，存儲多種不同類型的超大備件帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn),。特別是，蒂森克虜伯公司和威爾赫森公司正在合作,，利用蒂森克虜伯公司在增材制造領(lǐng)域的深厚專業(yè)知識,，以及威爾赫森公司在船隊需求方面的專業(yè)知識和直接經(jīng)驗，為大型海事行業(yè)運(yùn)營商提供按需的增材制造生產(chǎn)服務(wù),。

蒂森克虜伯公司的TechCenter Additive Manufacturing成為世界上第一家獲得DNV GL制造商認(rèn)可的海事應(yīng)用3D打印部件生產(chǎn)商,。作為海事和一般工業(yè)3D打印部件的認(rèn)可供應(yīng)商，蒂森克虜伯旨在繼續(xù)將快速成型制造融入其海事業(yè)務(wù),。


編譯自：3dprintingmedia