功能齊全的全3D打印船！瑞典RISE制造摩托艇新嘗試

2020年12月，南極熊獲悉，瑞典RISE研究院的增材制造研究科學(xué)家Emil Johansson發(fā)布了一個(gè)新項(xiàng)目，展示了功能齊全的全3D打印船。這是一連串項(xiàng)目的最新成果，顯示了基于笛卡爾或多軸機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)的新型大幅面擠出系統(tǒng)，可以讓3D打印船的工藝在一定程度上可以標(biāo)準(zhǔn)化。

研究人員于12月中旬在現(xiàn)場(chǎng)直播的同時(shí)，在瑞典西海岸測(cè)試了3D打印的摩托艇。3D打印船防水效果非常好。 “打印小船是我和瑞典RISE研究院的同事LennyTönnäng，Jan Johansson和我多年來夢(mèng)寐以求的事情。由達(dá)格·埃里克·托馬森（Dag Eirik Thomassen）和拉斯·豪格里（Lars Haugli）領(lǐng)導(dǎo)的Cipax和Pioner游艇創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)一起，我們決定實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)�！�

△Livrea Yacht是最早使用先進(jìn)的Windform材料對(duì)新游艇設(shè)計(jì)進(jìn)行3D打印原型的工作室之一

在這種情況下，使用基于工業(yè)機(jī)器人的增材制造將船體進(jìn)行3D打印，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)與ABB的Anders Spaak共同研究了多年。研究項(xiàng)目DiLAM的工作部分是由Vinnova，瑞典能源署和Formas通過戰(zhàn)略創(chuàng)新計(jì)劃Produktion2030資助的。

這是幾年前開始的一連串項(xiàng)目中的最新項(xiàng)目，當(dāng)時(shí)整個(gè)海洋和海運(yùn)行業(yè)終于開始對(duì)3D打印感興趣，而不再是一些簡(jiǎn)單的原型設(shè)計(jì)。


從原型到3D打印實(shí)體船

最初，這是一家意大利工作室Livrea Yacht，有著3D打印整條船的想法，之前他們經(jīng)常使用3D打印來進(jìn)行新游艇設(shè)計(jì)原型。Livrea創(chuàng)立了初創(chuàng)公司Ocore，在LEHVOSS和Autodesk的支持下，開發(fā)了能夠在西西里島進(jìn)行3D打印整個(gè)帆船船體的機(jī)器人FDM技術(shù)。

2018年，他們?cè)诔晒?D打印了整個(gè)帆船船體上，但被美國(guó)緬因大學(xué)和ORNL在幾周前完成的一項(xiàng)更令人印象深刻的項(xiàng)目所掩蓋。這兩家資金雄厚的美國(guó)機(jī)構(gòu)使用Ingersoll的大型3D打印機(jī)，創(chuàng)建了世界上最大的整個(gè)3D打印船，獲得了共3項(xiàng)吉尼斯世界紀(jì)錄。這次，使用大型笛卡爾擠壓系統(tǒng)（使用碳纖維增強(qiáng)的尼龍復(fù)合造粒材料）對(duì)船進(jìn)行3D打印。南極熊3D打印網(wǎng)當(dāng)時(shí)對(duì)其進(jìn)行報(bào)道，引起了大量關(guān)注。

然后是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，這是由另一家意大利初創(chuàng)公司moi Composites開發(fā)的。在這種情況下，與Autodesk合作開發(fā)和設(shè)計(jì)的船，是使用連續(xù)玻璃纖維復(fù)合熱固性材料的多軸機(jī)器人FDM技術(shù)生產(chǎn)的。

△Moi Composites生產(chǎn)的MAMBO連續(xù)纖維3D打印船

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(yuǎn)一些，但事實(shí)表明，短切纖維復(fù)合材料擠出系統(tǒng)在一次3D打印中非常有效，可以打印非常大的結(jié)構(gòu)，例如船體。這是一項(xiàng)巨大的成就，現(xiàn)在看來，未來幾年，船舶制造行業(yè)將會(huì)更加廣泛應(yīng)用。

畢竟，直接從CAD中構(gòu)建一次性產(chǎn)品（例如船或小型游艇）的能力，而不必制造僅需使用一次的昂貴且費(fèi)時(shí)的模具，就可以帶來非常明顯的好處。另一方面，另一家大型笛卡爾3D打印制造商Thermwood也表明3D打印技術(shù)還可以為游艇制造中的模具制造帶來一些重大好處。

Thermwood從一個(gè)51英尺長(zhǎng)的游艇船體模具上打印了多個(gè)部分，展示單個(gè)船體模具如何足以制造更大的船只，例如游艇。測(cè)試模具的打印部分由Techmer PM的碳纖維增強(qiáng)ABS制成。在這種情況下，選擇ABS是因?yàn)槠湮锢硇阅芎团c其他增強(qiáng)熱塑性塑料相比成本較低。