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)布了一個新項目，展示了功能齊全的全3D打印船。這是一連串項目的最新成果，顯示了基于笛卡爾或多軸機器人體系結(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)場直播的同時，在瑞典西海岸測試了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)隊一起，我們決定實現(xiàn)這一目標(biāo)�！�

△Livrea Yacht是最早使用先進(jìn)的Windform材料對新游艇設(shè)計進(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)機器人的增材制造將船體進(jìn)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的工作部分是由Vinnova，瑞典能源署和Formas通過戰(zhàn)略創(chuàng)新計劃Produktion2030資助的。

這是幾年前開始的一連串項目中的最新項目，當(dāng)時整個海洋和海運行業(yè)終于開始對3D打印感興趣，而不再是一些簡單的原型設(shè)計。


從原型到3D打印實體船

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打印整個帆船船體的機器人FDM技術(shù)。

2018年，他們在成功3D打印了整個帆船船體上，但被美國緬因大學(xué)和ORNL在幾周前完成的一項更令人印象深刻的項目所掩蓋。這兩家資金雄厚的美國機構(gòu)使用Ingersoll的大型3D打印機，創(chuàng)建了世界上最大的整個3D打印船，獲得了共3項吉尼斯世界紀(jì)錄。這次，使用大型笛卡爾擠壓系統(tǒng)（使用碳纖維增強的尼龍復(fù)合造粒材料）對船進(jìn)行3D打印。南極熊3D打印網(wǎng)當(dāng)時對其進(jìn)行報道，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)計的船，是使用連續(xù)玻璃纖維復(fù)合熱固性材料的多軸機器人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。這是一項巨大的成就，現(xiàn)在看來，未來幾年，船舶制造行業(yè)將會更加廣泛應(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時的模具，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51英尺長的游艇船體模具上打印了多個部分，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。