為什么3D打印技術越來越受船廠青睞？

上圖是電影《阿凡達》的制作方在今年早些時候發布了一張電影場景的照片，其中包括使用3D打印技術開發的游艇模型。

造船廠越來越多地采用3D打印技術，你知道為什么嗎？

去年秋天，當緬因州大學宣布他們創造了世界上最大的3D打印船時，人們的想象力開始瘋狂起來。按下觸摸屏，讓一艘船從一個巨大的打印機里吐出來，這個想法突然變得可能了。

設計具有新穎形狀的船艇的想法已成為現實的選擇。由于緬因州的團隊在72小時內就印出一艘25英尺船，讓生產船脫離工廠生產線的夢想成為了嚴肅的話題。
實際上，在創新的時間表上，事情進展得有點慢。Habib Joseph Dagher作為該大學高級結構和復合材料中心的主任領導了這個項目，他說最可能的直接結果是在50英尺范圍內制造模具的新方法。

“我們認為，明年將推出的首批產品將是用可回收材料制成的全尺寸或接近全尺寸的船艇模具，”“接下來會發生的事情是造船廠評估模具并給我們反饋，這樣我們就能把這項技術磨練出來，并能夠在商業規模上推廣?！?br />
專家們說，一旦3D打印技術能夠充分發揮其潛力，它將在創造性應用方面取得飛躍性進展，這只是邁出的第一步。眾所周知，增材制造現在已經在航空航天和牙科等廣泛領域進行測試和實驗。研究人員正在研究可以進行3D打印的各種材料，以及自行構建3D打印機的各種方法。美國陸軍正在測試在戰場上使用這種機器的方法，以按需打印替換零件。

卡內基梅隆大學剛剛獲得資金，開發出一種軟件，可以識別CAD文件中的組件，這些組件可以被優化和構建得更好，比如以不同的形狀來減輕重量。寶馬（BMW）最近在德國開設了一個完整的增材制造園區，以期改善該公司在2019年以這種方式建造的30萬個零件。
緬因州大學在2019年秋季創造了世界上最大3D打印船，破了三項吉尼斯世界記錄。

“總有一天，我們都會打印出不用模具的船只，”Dagher說，“但是我們都得等待?！?br />
就船只而言，世界各地都在進步。在羅德島的IYRS技術和貿易學院，數字建模和制造項目已經進入第四年。杰夫·埃爾斯貝克爾(Jeff Elsbecker)是3D打印技術的負責人，他說，要想了解3D打印技術現在的狀況，我們必須考慮一下20世紀80年代的打印機。

“如果你還記得點陣式打印機，我會說3D打印技術幾乎和點陣式打印機一樣，”Elsbecker說?！敖酉聛砦覀冇眉す夂蛧娔蛴「鞣N各樣的東西。我想最往遠想就像《星際迷航》里那樣的復制人?！?br />
IYRS學院專注于教授學生設計基礎和技術基礎。幾年后，當他們開始在造船公司或造船廠工作時，一切都將發生很多變化，但無論采用何種技術形式，基本技能仍將是必需的。

他表示：“有這么多人在做這么多事情，其中一個問題就是如何讓機器互相溝通?！薄斑@有點像決定是使用beta還是VHF（兩種信號接收術語），就像那個階段?！?br /> 緬因大學用來制造世界上最大的3D打印船的機器。

IYRS學院的教育主管比爾?凱尼恩(Bill Kenyon)表示，早期采用3d打印技術的造船商正在將這項技術用于制造零部件和模具等產品。他說，緬因州的Brooklin船廠就是一個例子，它基本上是一個傳統的造船和維修設施。

凱尼恩說：“1月份我去那里的時候，他們向我們展示了他們設計的船艏錨?！八麄冇肅AD完成所有設計，然后寄給了一家3D打印原型的公司。他們把它拿回來，修改了設計，往返了好幾次，然后那個人就可以用鈦合金打印出來了?！?br />
新西蘭的奧克蘭也在進行類似的實驗。Yachting Developments公司設計主管理查德·布滕（Richard Booten）表示，船廠購買3D打印機的行為引發了各種猜想。

布滕說：“一旦你有了這些機器，你就開始考慮可以用它們做什么?！薄拔覀兪褂?D打印機制作出很多形狀復雜的船體部件，例如排氣管配件，還有其他船體部件，我們已經小有成就。那些我們傳統上都會花大價錢在CNC上構建的東西，我們都做到了。這樣做真的為我們節省了一筆錢?！?br /> 奧克蘭的Yachting Developments公司使用3D打印技術為其2021年美洲杯青年帆船賽所建造的賽船

Yachting Developments現在也正在使用該技術來計劃船只改裝，以幫助客戶了解最終組件的外觀和感覺。

Booten說:“我們正在船塢里進行改裝時，他們要在掌舵控制臺上安裝了一個新屏幕?！薄霸谖覀儧Q定用碳或玻璃纖維制造某種東西之前，我們可以先打印出來，這樣船長就能看到他在現實生活中會得到什么?！蔽覀儸F在已經打印了其中的兩三個，并且他在此過程中進行了一些更改。這樣做相對便宜。以前，你會在電腦屏幕上做，每個人都會盯著它看?，F實版看起來會有點不同，所以這是一個真正的優勢?！?br />
他說，造船技術下一步會如何發展，誰也說不準。目前，3D打印材料在建造船體的強度方面無法與玻璃纖維或碳相比，但新材料一直在開發中。大多數造船廠都買不起自己的大型3D打印機，因此，他們受制于任何增材制造公司能否在場外進行打印的局限。造船商和其他人一樣，都在努力跟上技術的發展，并著眼于未來。

Booten說:“世界各地的人們都在研究3D打印的各種東西?！癇ooten說?！坝腥嗽诖蛴》孔?，有人打印橋梁，作為一個過程，它將會在未來幾年在行業中獲得更多的吸引力?！?br />
這是一件很奇怪的事情，當提到3D打印的時候就能想起Nathanael Herreshoff這個名字。

當然，Herreshoff是一位最著名的游艇設計師，他在19世紀末20世紀初美洲杯賽船設計而聞名。他于1938年去世，當時V-8發動機和金屬切割帶鋸是尖端技術。

3D打印機直到幾十年后，也就是20世紀80年代才被發明出來.但這并沒有阻止位于羅得島新港的IYRS技術與貿易學院的團隊利用現代技術建造重塑Herreshoff。在過去的一年里，該團隊正在復制一件有100年歷史的Herreshoff設計。Herreshoff在計劃中指定的一些硬件并不符合標準，必須定制。IYRS決定采用3D打印，將原始圖形轉換為打印機可以讀取的文件。

“他們用計算機輔助設計(CAD)把它們制作出來，然后打印出3D圖案，這些碎片可以用青銅制成，”教育主管比爾?凱尼恩(Bill Kenyon)在談到杰夫?埃爾斯貝克爾(Jeff Elsbecker)領導的團隊時說。
Superfici正在使用3D打印來構建傳統模具無法制作的特殊形狀的控制臺。通常，可以在不犧牲強度的情況下減輕重量。（圖源：Superfici）
Superfici是一家總部位于超級游艇建造圣地意大利拉斯佩齊亞的公司，該公司正以多種方式使用3D打印技術，如上圖所示的帆船索具。Paolo Licinio Nazzaro是公司的聯合創始人兼董事總經理。他的團隊與Amer 94的船東合作，創造了他們所說的第一個3D打印掌舵控制臺。它看起來就像是由常規設計計劃制成的傳統控制臺。
Superfici與Sacs合作設計3D打印的一個掌舵控制臺。
這款控制臺的形狀是傳統模具無法創造的，并且多功能顯示器的集成方式使其可以在以后進行升級。(圖源：Superfici)

接下來，Superfici與Sacs合作設計并3D打印的掌舵控制臺。這款控制臺的形狀是傳統模具無法創造的，多功能顯示器的集成方式讓它以后可以升級，其設計靈感來自航空和汽車領域(例如一級方程式賽車的方向盤)。

如今，該公司正在考慮如何制造全新的船殼，具有集成燈光和護舷等特點。

3D打印代表了一種先進的建造方法，使該技術開發團隊能夠將傳統技術與現代尖端技術相結合，同時在整個建造過程中節省時間和成本。