Caracol推出大尺寸增材制造平臺(tái)，擴(kuò)展3D打印在海洋及海事應(yīng)用

導(dǎo)讀：從空中到陸地，再到海上，增材制造（AM）正在幫助改變各種旅行和運(yùn)輸方式。眾所周知，航空航天和汽車(chē)行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始廣泛使用增材制造技術(shù)來(lái)加速新型、高性能零件的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)，這在業(yè)內(nèi)已經(jīng)非常普遍。誠(chéng)然，海洋和海事行業(yè)對(duì)增材制造技術(shù)的應(yīng)用擴(kuò)展速度較慢，但由于一些具有前瞻性的海事參與者和增材制造公司，我們現(xiàn)在看到了該技術(shù)在海洋領(lǐng)域的巨大變革作用。

2023年4月11日，南極熊獲悉，意大利增材制造專(zhuān)家Caracol就是這樣一家具有前瞻性的公司，一直以來(lái)，該公司都致力于利用其大尺寸3D打印技術(shù)幫助開(kāi)拓海洋3D打印應(yīng)用。Caracol公司所開(kāi)發(fā)的大尺寸Heron AM系統(tǒng)其能夠?yàn)榘�括超�?jí)游艇在內(nèi)的水上船只創(chuàng)造更高效、可持續(xù)和定制的結(jié)構(gòu)。

增材制造的船舶泊位

近年來(lái)，人們對(duì)將增材制造用于海事和海洋應(yīng)用的興趣越來(lái)越大。在海事的工業(yè)方面，主要的參與者正在探索和使用該技術(shù)來(lái)生產(chǎn)備件和結(jié)構(gòu)維修。在這種情況下，增材制造可以加速大型船舶的維護(hù)，并最大限度地減少停工時(shí)間，使物流更加順暢。

在海洋領(lǐng)域--包括帆船、賽艇和游艇--也在熱情地采用3D打印技術(shù)。在這一領(lǐng)域，我們已經(jīng)看到了幾個(gè)例子，例如：增材制造被用來(lái)生產(chǎn)游艇結(jié)構(gòu)的大型模具，以及直接生產(chǎn)輕質(zhì)賽艇部件和定制游艇部件，包括大型上層建筑。

有趣的是，增材制造與船舶行業(yè)的其他一些趨勢(shì)完全吻合，如碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）的使用，對(duì)更多可持續(xù)材料的探索，以及更高效能源系統(tǒng)的使用，如氫燃料電池。所有這些趨勢(shì)都在推動(dòng)該行業(yè)在其生產(chǎn)更快、更高性能的水車(chē)以及建立更大的可持續(xù)性的使命方面取得進(jìn)展。

LFAM技術(shù)的強(qiáng)大制造能力

毫無(wú)疑問(wèn)，大尺寸增材制造（LFAM）對(duì)海洋增材制造應(yīng)用的發(fā)展至關(guān)重要，甚至比任何其他3D打印技術(shù)都要重要。船只，即使是小船，也需要大尺寸的結(jié)構(gòu)和部件，所以大尺寸打印的能力是關(guān)鍵。除了其龐大的規(guī)模外，LFAM在船舶領(lǐng)域還有其他一些好處，例如：

• LFAM允許生產(chǎn)更復(fù)雜的部件，這些部件的重量和性能都得到了優(yōu)化；
• 作為一個(gè)靈活的生產(chǎn)過(guò)程，LFAM可以在可擴(kuò)展的、具有成本效益的基礎(chǔ)上進(jìn)行部件定制；
• 大型組件可以合并成單件零件，減少后處理和裝配步驟的數(shù)量；
• LFAM通過(guò)直接打印部件和消除對(duì)昂貴的工具或模具的需求來(lái)加速生產(chǎn)計(jì)劃；
• LFAM與各種耐用的、可用于航海的材料兼容，包括更多的可持續(xù)材料，如玻璃纖維加固的再生聚丙烯。
  

由于這些原因，LFAM已被用于一系列船舶應(yīng)用，包括生產(chǎn)優(yōu)化了重量和速度的賽艇部件、復(fù)合材料船體（或船體模具），以及為更好地滿(mǎn)足客戶(hù)愿望而設(shè)計(jì)的定制豪華游艇結(jié)構(gòu)。由于生產(chǎn)的小批量性質(zhì)，該技術(shù)特別適合于這些領(lǐng)域。

在LFAM技術(shù)中，Caracol的Heron AM平臺(tái)已經(jīng)脫穎而出。LFAM解決方案完全由Caracol團(tuán)隊(duì)內(nèi)部開(kāi)發(fā)，它是利用一個(gè)裝有緊湊型擠出機(jī)的6軸機(jī)械臂完成打印。該系統(tǒng)使用聚合物或復(fù)合材料顆粒材料，能夠精確、快速地沉積材料，以構(gòu)建大規(guī)模的結(jié)構(gòu)。值得注意的是，Heron AM系統(tǒng)本身是可定制的，可以進(jìn)行配置以滿(mǎn)足一系列不同的項(xiàng)目要求和車(chē)間環(huán)境。

Caracol公司的Heron AM平臺(tái)及其高強(qiáng)度的打印原材料，包括回收的PP和ABS + CF或GF，已被證明是制造海洋應(yīng)用構(gòu)件的成功組合。迄今為止，該技術(shù)已被用于生產(chǎn)大型船舶部件，包括為一些國(guó)際企業(yè)以及一級(jí)和二級(jí)原始設(shè)備制造商生產(chǎn)船舶工具、原型和最終使用的上部結(jié)構(gòu)。

Heron AM將交貨時(shí)間縮短了50%。

Caracol特別關(guān)注游艇行業(yè)，該行業(yè)已從LFAM提供的更大的設(shè)計(jì)自由度、定制化、燃料效率、更快的交貨時(shí)間和成本優(yōu)化中受益。游艇和超級(jí)游艇制造商服務(wù)于優(yōu)先考慮定制設(shè)計(jì)的豪華市場(chǎng)，因此增材制造技術(shù)確實(shí)是一種完美的選擇。有了它，豪華船舶可以更容易地配備獨(dú)一無(wú)二的配件和上層建筑，以滿(mǎn)足客戶(hù)的獨(dú)特需求并提高游艇性能。

△Heron AM用于制備船用進(jìn)氣格柵

以下來(lái)自Caracol的案例研究完美地說(shuō)明了其Heron AM LFAM解決方案為游艇制造商帶來(lái)的機(jī)遇和利益。通過(guò)與國(guó)際造船商合作，Caracol幫助提供了輕量級(jí)的3D打印進(jìn)氣柵格，其生產(chǎn)進(jìn)度比使用傳統(tǒng)制造方法要快得多。

△完成膠衣保護(hù)后的進(jìn)氣柵格細(xì)節(jié)

進(jìn)氣柵格的特點(diǎn)是相當(dāng)復(fù)雜的設(shè)計(jì)，它整合了非平面的幾何形狀，以特定的方式控制空氣流動(dòng)。通常情況下，這些游艇部件是使用手工制作的層壓方法，這需要模具，以及玻璃纖維或金屬板的加工過(guò)程，如激光切割、彎曲和加工。這是一個(gè)多步驟的過(guò)程，可能需要長(zhǎng)達(dá)10周的準(zhǔn)備時(shí)間才能交付最終產(chǎn)品。

△Heron AM 打印海洋進(jìn)氣柵格的特寫(xiě)

上層建筑設(shè)計(jì)的復(fù)雜性以及傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的局限性，使進(jìn)氣柵格成為L(zhǎng)FAM--尤其是Caracol的Heron AM解決方案的理想用例。這是因?yàn)樵摴�司的機(jī)器人LFAM系統(tǒng)能夠以各種角度（包括45°）進(jìn)行打印，并且能夠輕松地生產(chǎn)復(fù)雜的中空結(jié)構(gòu)。

一種值得信賴(lài)的技術(shù)

隨著像Caracol這樣的LFAM專(zhuān)家與海事和船舶行業(yè)的客戶(hù)密切合作，毫無(wú)疑問(wèn)，我們將開(kāi)始看到更多的3D打印技術(shù)被采用，并最終實(shí)現(xiàn)船舶的規(guī)�；�生產(chǎn)，無(wú)論是賽車(chē)、游船還是超級(jí)游艇。