瑞典RISE研究院的增材制造科學(xué)家Emil Johansson剛剛發(fā)布了一個新項目，展示了功能齊全的全3D打印船只。這是多個項目中的一個最新成果，這些項目展示了基于笛卡爾或多軸機器人架構(gòu)的新型大尺寸擠出系統(tǒng)，如何使3D打印船只的過程成為相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化（或至少可標(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，同時對活動進行了流媒體直播。3D打印的小船完美地在水面行駛。Johansson說：“這是一項通力合作的結(jié)晶，打印一艘船是我和我在瑞典RISE研究院的同事Lenny Tnnng、Jan Johansson多年來的夢想。通過與Cipax和Pioner boats的創(chuàng)新團隊一起，由Dag Eirik Thomassen和Lars Haugli領(lǐng)導(dǎo)，我們決定實現(xiàn)這一目標(biāo)。”

在這種情況下，使用基于工業(yè)機器人的增材制造技術(shù)對船體本身進行3D打印，這項技術(shù)已經(jīng)與ABB的Anders Spaak共同研究了多年。研究項目DiLAM的推進，是由Vinnova、瑞典能源署和Formas通過戰(zhàn)略創(chuàng)新計劃Produktion2030資助的。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。

最初，意大利的Livrea Yacht工作室可能是第一個提出3D打印整艘船只的想法的，基于他們使用增材制造技術(shù)制作新游艇設(shè)計原型的經(jīng)驗。Livrea在LEHVOSS和Autodesk的支持下，創(chuàng)立了創(chuàng)業(yè)公司Ocore，開發(fā)出了一種機器人擠出技術(shù)，在西西里島能夠3D打印整個帆船的船體。

在2018年底，Livrea Yacht工作室在3D打印整個帆船船體上的成功，就被緬因大學(xué)和ORNL在美國完成的一項更令人印象深刻的項目所突破。這兩家資金雄厚的美國機構(gòu)使用Ingersoll的大型3D打印機，制作了世界上最大的整個3D打印船只，這艘船目前總共擁有3項吉尼斯世界紀(jì)錄。這次，船是使用大型笛卡爾擠出系統(tǒng)3D打印的，使用了一種碳纖維增強尼龍復(fù)合材料。

隨后是MAMBO，這是第一款使用連續(xù)纖維復(fù)合材料的全功能3D打印船只，這次是由另一家意大利初創(chuàng)公司moi Composites開發(fā)的。他們與Autodesk公司合作開發(fā)和設(shè)計的船只，是使用連續(xù)玻璃纖維復(fù)合熱固性材料的多軸機器人擠出技術(shù)生產(chǎn)的。盡管就成本效益和速度而言，連續(xù)纖維擠出工藝可能還差得遠一些。但事實表明，短切纖維復(fù)合材料擠出系統(tǒng)在一次性打印中非常有效，可以打印非常大的結(jié)構(gòu)，例如船只。這是一個巨大的成就，很明顯，在未來的幾年里，這將會成為船舶制造行業(yè)中廣泛應(yīng)用的技術(shù)。

畢竟，增材制造技術(shù)具備直接從CAD中建造一次性產(chǎn)品（例如船只或小型游艇）的能力，而不必建造只使用一次的昂貴且耗時的模具，可以帶來非常直接和明顯的益處。

另一方面，另一家大幅面笛卡爾3D打印制造商Thermwood已經(jīng)表明，3D打印技術(shù)也可以為用于游艇制造的模具制造帶來一些顯著的好處。這家公司從一個51英尺長的游艇船體模具上打印了多個部分，以展示單個船體模具如何足以制造更大的船只，例如游艇。測試模具的打印部分由Techmer PM的碳纖維增強ABS制成。在這種情況下，選擇ABS是因為其物理性能和與其他增強熱塑性塑料相比成本較低。

如果3D打印船只（制作小型、完整尺寸的整艘船）是3D打印最引人入勝的應(yīng)用之一，3D打印在海事行業(yè)中最有價值的另一個應(yīng)用，就是按需生產(chǎn)零配件。這對于海運業(yè)中的一些大的運營商而言，這正迅速成為一個非常有價值的高潛力業(yè)務(wù)領(lǐng)域。

AML3D，MX3D等大幅面金屬3D打印公司注冊了首批金屬3D打印海事備件應(yīng)用案例。這兩種技術(shù)都是基于WAAM工藝，能夠以非常高的金屬沉積速率生產(chǎn)非常大的金屬零件。其他舉措包括，總部位于新加坡的Tytus3D公司也與運營商合作，貢獻了自己的金屬3D打印技術(shù)來開發(fā)海事應(yīng)用。而在澳大利亞，本地公司SPEE3D則提供了其動能固化（冷吹粉末）金屬3D打印技術(shù)，用于為澳大利亞海軍生產(chǎn)零部件。

這只是其中的一部分案例。一些活躍在海運行業(yè)的大型公司，例如威廉森、蒂森克虜伯、尹森、瓦錫蘭、川崎重工，以及大型咨詢公司（例如DNV GL），正在進行大量投資，開發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施，通過增材制造技術(shù)生產(chǎn)船只備件，在按需求定制和數(shù)字倉庫能力方面受益。

在諸如海運業(yè)這樣的行業(yè)中，船舶的使用壽命可達幾十年，儲存許多不同類型的非常大的零部件造成了重大的資金沉積。目前正在進行的是，蒂森克虜伯和威廉森正在合作，利用蒂森克虜伯在增材制造方面的深厚專業(yè)知識，以及威廉森的深厚海事專業(yè)知識，和在了解船隊管理者需求方面的持續(xù)的、直接的經(jīng)驗，為大型海運公司提供按需增材制造生產(chǎn)配件的服務(wù)。

挪威船級社DNV GL已頒發(fā)證書，蒂森克虜伯的TechCenter增材制造公司成為全球第一家海事應(yīng)用3D打印零件生產(chǎn)商，并獲得了DNV GL的制造商認可。作為海事和一般工業(yè)3D打印部件的認可供應(yīng)商，蒂森克虜伯致力于繼續(xù)在海事業(yè)務(wù)中整合增材制造業(yè)務(wù)。