为什么3D打印技术越来越受船厂青睐？

上图是电影《阿凡达》的制作方在今年早些时候发布了一张电影场景的照片，其中包括使用3D打印技术开发的游艇模型。

造船厂越来越多地采用3D打印技术，你知道为什么吗？

去年秋天，当缅因州大学宣布他们创造了世界上最大的3D打印船时，人们的想象力开始疯狂起来。按下触摸屏，让一艘船从一个巨大的打印机里吐出来，这个想法突然变得可能了。

设计具有新颖形状的船艇的想法已成为现实的选择。由于缅因州的团队在72小时内就印出一艘25英尺船，让生产船脱离工厂生产线的梦想成为了严肃的话题。
实际上，在创新的时间表上，事情进展得有点慢。Habib Joseph Dagher作为该大学高级结构和复合材料中心的主任领导了这个项目，他说最可能的直接结果是在50英尺范围内制造模具的新方法。

“我们认为，明年将推出的首批产品将是用可回收材料制成的全尺寸或接近全尺寸的船艇模具，”“接下来会发生的事情是造船厂评估模具并给我们反馈，这样我们就能把这项技术磨练出来，并能够在商业规模上推广。”

专家们说，一旦3D打印技术能够充分发挥其潜力，它将在创造性应用方面取得飞跃性进展，这只是迈出的第一步。众所周知，增材制造现在已经在航空航天和牙科等广泛领域进行测试和实验。研究人员正在研究可以进行3D打印的各种材料，以及自行构建3D打印机的各种方法。美国陆军正在测试在战场上使用这种机器的方法，以按需打印替换零件。

卡内基梅隆大学刚刚获得资金，开发出一种软件，可以识别CAD文件中的组件，这些组件可以被优化和构建得更好，比如以不同的形状来减轻重量。宝马（BMW）最近在德国开设了一个完整的增材制造园区，以期改善该公司在2019年以这种方式建造的30万个零件。
缅因州大学在2019年秋季创造了世界上最大3D打印船，破了三项吉尼斯世界记录。

“总有一天，我们都会打印出不用模具的船只，”Dagher说，“但是我们都得等待。”

就船只而言，世界各地都在进步。在罗德岛的IYRS技术和贸易学院，数字建模和制造项目已经进入第四年。杰夫·埃尔斯贝克尔(Jeff Elsbecker)是3D打印技术的负责人，他说，要想了解3D打印技术现在的状况，我们必须考虑一下20世纪80年代的打印机。

“如果你还记得点阵式打印机，我会说3D打印技术几乎和点阵式打印机一样，”Elsbecker说。“接下来我们用激光和喷墨打印各种各样的东西。我想最往远想就像《星际迷航》里那样的复制人。”

IYRS学院专注于教授学生设计基础和技术基础。几年后，当他们开始在造船公司或造船厂工作时，一切都将发生很多变化，但无论采用何种技术形式，基本技能仍将是必需的。

他表示：“有这么多人在做这么多事情，其中一个问题就是如何让机器互相沟通。”“这有点像决定是使用beta还是VHF（两种信号接收术语），就像那个阶段。”
缅因大学用来制造世界上最大的3D打印船的机器。

IYRS学院的教育主管比尔•凯尼恩(Bill Kenyon)表示，早期采用3d打印技术的造船商正在将这项技术用于制造零部件和模具等产品。他说，缅因州的Brooklin船厂就是一个例子，它基本上是一个传统的造船和维修设施。

凯尼恩说：“1月份我去那里的时候，他们向我们展示了他们设计的船艏锚。“他们用CAD完成所有设计，然后寄给了一家3D打印原型的公司。他们把它拿回来，修改了设计，往返了好几次，然后那个人就可以用钛合金打印出来了。”

新西兰的奥克兰也在进行类似的实验。Yachting Developments公司设计主管理查德·布滕（Richard Booten）表示，船厂购买3D打印机的行为引发了各种猜想。

布滕说：“一旦你有了这些机器，你就开始考虑可以用它们做什么。”“我们使用3D打印机制作出很多形状复杂的船体部件，例如排气管配件，还有其他船体部件，我们已经小有成就。那些我们传统上都会花大价钱在CNC上构建的东西，我们都做到了。这样做真的为我们节省了一笔钱。”
奥克兰的Yachting Developments公司使用3D打印技术为其2021年美洲杯青年帆船赛所建造的赛船

Yachting Developments现在也正在使用该技术来计划船只改装，以帮助客户了解最终组件的外观和感觉。

Booten说:“我们正在船坞里进行改装时，他们要在掌舵控制台上安装了一个新屏幕。”“在我们决定用碳或玻璃纤维制造某种东西之前，我们可以先打印出来，这样船长就能看到他在现实生活中会得到什么。”我们现在已经打印了其中的两三个，并且他在此过程中进行了一些更改。这样做相对便宜。以前，你会在电脑屏幕上做，每个人都会盯着它看。现实版看起来会有点不同，所以这是一个真正的优势。”

他说，造船技术下一步会如何发展，谁也说不准。目前，3D打印材料在建造船体的强度方面无法与玻璃纤维或碳相比，但新材料一直在开发中。大多数造船厂都买不起自己的大型3D打印机，因此，他们受制于任何增材制造公司能否在场外进行打印的局限。造船商和其他人一样，都在努力跟上技术的发展，并着眼于未来。

Booten说:“世界各地的人们都在研究3D打印的各种东西。“Booten说。“有人在打印房子，有人打印桥梁，作为一个过程，它将会在未来几年在行业中获得更多的吸引力。”

这是一件很奇怪的事情，当提到3D打印的时候就能想起Nathanael Herreshoff这个名字。

当然，Herreshoff是一位最著名的游艇设计师，他在19世纪末20世纪初美洲杯赛船设计而闻名。他于1938年去世，当时V-8发动机和金属切割带锯是尖端技术。

3D打印机直到几十年后，也就是20世纪80年代才被发明出来.但这并没有阻止位于罗得岛新港的IYRS技术与贸易学院的团队利用现代技术建造重塑Herreshoff。在过去的一年里，该团队正在复制一件有100年历史的Herreshoff设计。Herreshoff在计划中指定的一些硬件并不符合标准，必须定制。IYRS决定采用3D打印，将原始图形转换为打印机可以读取的文件。

“他们用计算机辅助设计(CAD)把它们制作出来，然后打印出3D图案，这些碎片可以用青铜制成，”教育主管比尔•凯尼恩(Bill Kenyon)在谈到杰夫•埃尔斯贝克尔(Jeff Elsbecker)领导的团队时说。
Superfici正在使用3D打印来构建传统模具无法制作的特殊形状的控制台。通常，可以在不牺牲强度的情况下减轻重量。（图源：Superfici）
Superfici是一家总部位于超级游艇建造圣地意大利拉斯佩齐亚的公司，该公司正以多种方式使用3D打印技术，如上图所示的帆船索具。Paolo Licinio Nazzaro是公司的联合创始人兼董事总经理。他的团队与Amer 94的船东合作，创造了他们所说的第一个3D打印掌舵控制台。它看起来就像是由常规设计计划制成的传统控制台。
Superfici与Sacs合作设计3D打印的一个掌舵控制台。
这款控制台的形状是传统模具无法创造的，并且多功能显示器的集成方式使其可以在以后进行升级。(图源：Superfici)

接下来，Superfici与Sacs合作设计并3D打印的掌舵控制台。这款控制台的形状是传统模具无法创造的，多功能显示器的集成方式让它以后可以升级，其设计灵感来自航空和汽车领域(例如一级方程式赛车的方向盘)。

如今，该公司正在考虑如何制造全新的船壳，具有集成灯光和护舷等特点。

3D打印代表了一种先进的建造方法，使该技术开发团队能够将传统技术与现代尖端技术相结合，同时在整个建造过程中节省时间和成本。