“巨無霸”吊鉤負載可達350噸！豪氏威馬3D打印起重機吊鉤性能對飆傳統(tǒng)鑄造

2021年7月15日，南極熊獲悉，重型設備制造商豪氏威馬（Huisman）于近日結束了一項3D打印吊鉤的測試實驗，它通過3D打印技術制造出四個大尺寸的起重機吊鉤，每個吊鉤提升載重能夠達到350噸。

此外，這款尺寸約為1.7 x 1.3m，重量達1700公斤的重型吊鉤還通過了Lloyd's Register公司的認證，要知道它比以前的設計產品大9倍之多。Huisman表示3D打印技術比起鑄造或鍛造等傳統(tǒng)技術的生產效率都要高，增材制造（AM）技術除了縮短部件的交貨時間外，它還能夠降低相關的生產成本。

△豪氏威馬的3D打印起重機吊鉤（如圖）比第一代產品大9倍。圖片來自豪氏威馬。

豪氏威馬與增材制造技術

豪氏威馬是一家總部位于荷蘭的制造商，主要為民用、可再生能源、休閑、石油和天然氣行業(yè)的客戶制造工業(yè)設備。在過去的五年里，這家公司一直嘗試電弧增材制造（WAAM）在制造其起重機吊鉤方面的潛力，并計劃生產出優(yōu)于傳統(tǒng)同類產品的加強型設計產品。

早在2018年1月，Huisman首次對一個1000公斤的鋼制吊鉤進行了成功的負載測試，事實證明它能夠一次拖動高達80噸的有效載荷。豪氏威馬隨后與RAMLAB一起加入了一個由Autodesk、DNV GL、BureauVeritas、ABS和Voestalpine BöhlerWelding組成的投資團隊，并計劃用增材技術制造世界上最重的鋼制吊鉤。

不久之后，豪氏威馬便成功地3D打印出一個更大版本的36,000公斤吊鉤，同時通過了美國船級社（ABS）的認證，被安裝在OOS Serooskerke號半潛式起重機上。這款吊鉤被認為是首個實現(xiàn)最終用途的產品，當時被認為是在海事和近海行業(yè)內3D打印部件得以應用的重要一步。

△豪氏威馬最初的WAAM 3D打印起重機吊鉤進行了80噸的負載測試。照片由豪氏威馬提供

擴大海事領域3D打印的規(guī)模

與其前身一樣，豪氏威馬的最新款吊鉤也是由WAAM 3D打印的高等級抗拉鋼，但這次它們的尺寸被擴大到了原來的9倍。因此，在勞埃德船級社進行的初步測試中，每件由大約90公里長的焊絲組成的負載設備都顯示出驚人的350噸級起重能力。

據(jù)Huisman公司稱，使用3D打印技術來生產大尺寸的零件，可以使它們的內部質量水平保持一致，而這正是鑄造或鍛造設備難以做到的地方。測試項目協(xié)調員Daniel Bílek解釋說："鍛打鉤的成本隨著尺寸的增加而成倍增加，特別是如果它是一個非標準尺寸的復雜件。

他還表示："如果鉤子是通過鑄造生產的，內部質量不一致的問題可能會導致交貨時間延長。所有這一切促生了我們采用AM技術制作吊鉤的想法，即使用所謂的WAAM方法。經過五年時間對3D打印產品的研究、開發(fā)和測試，我們已經獲得了必要的專業(yè)知識，可以采用這種創(chuàng)新方法來生產高質量的吊鉤。起重機吊鉤通常是海上工業(yè)重型起重吊車所需要交付的一類的產品，也是我們的主打產品之一"。

豪氏威馬還表示，改用3D打印技術后他們對生產過程有了更大的控制權，解鎖了以前無法制造的吊鉤設計以及個性化定制的材料。要知道這些材料具有他們所需的強度、延展性和抗腐蝕品質，是生產能夠執(zhí)行艱巨的重型起重任務的設備的理想選擇，而3D打印就很好的幫助他們實現(xiàn)了這一點。

在測試計劃取得初步成功后，豪氏威馬公司現(xiàn)在打算在其位于捷克共和國Sviadnov的工廠繼續(xù)擴大產能，目前該廠有三個焊接機器設備。它的目標是在其升級后的綜合設施中，用WAAM 3D打印出更大的吊鉤，由此制造的吊重設備負載能力將重達5,000公斤。

WAAM技術的工業(yè)多功能性

△電弧增材制造技術

WAAM技術實際上與傳統(tǒng)焊接方法的原理有一定類似之處，它可用于制造高堅固性的部件，能夠滿足苛刻的航空航天和海事應用。例如，法國國防公司Naval Group就曾與Centrale Nantes工程學院合作，用WAAM 3D打印世界上第一個空心螺旋槳葉片。

同樣，達門造船集團已經成功地3D打印了一個被稱為 "WAAMpeller"的大型拖船螺旋槳。它是在RAMLAB、Promarin、Autodesk和必維國際檢驗集團的共同合作下完成的，最終部件的寬度為1.35米，重量為400公斤，具有雙曲線的幾何形狀，其中包含了棘手的懸垂部分。

克蘭菲爾德大學也一直是WAAM工業(yè)應用的主要推動者，在過去幾年間它的WAAM 3D技術已經解決了各種航空航天客戶的需求。早在2019年，該機構就曾為BAE系統(tǒng)公司的歐洲戰(zhàn)斗機3D打印了噴氣式戰(zhàn)斗機部件，并與泰雷茲-阿萊尼亞航天公司一起打印了其他原型部件。