3D 打印如何改变游艇的设计和建造方式

Espen ino 将3D 打印的游艇模型放在笔记本电脑摄像头上。 “我们使用3D 打印快速打印模型进行评估，”这位著名造船工程师解释道。 “你在屏幕上看到的虚拟模型越多，你就越觉得需要亲自触摸它并感受船体的形状。”

ino 表示3D 打印“将彻底改变造船业”。电路可以打印在船体内部，无需电缆槽。局部几何形状和结构布置不会基于焊工或工程师工作的可及性。 “这确实很有前途，因为一旦我们针对不同材料拥有不同的打印头，我们就可以优化结构。”至于时间表？ “不要太兴奋，”ino 警告说。打印整艘超级游艇还有一段路要走。

瑞典RISE 3D打印研究所

去年12 月，当斯堪的纳维亚半岛最畅销的小型开放式快艇之一沿着瑞典多风的西海岸航行时，人们的兴奋之情溢于言表。但这款4.2米的Pioner 14 Active则不同。三天之内就全部打印出来了。无需模具，无需工具，劳动力最少。施工过程中仅浪费了4%的原材料。这艘快艇可以打印成天蓝色或亮粉色。但追求时尚的瑞典人却选择了黑色。

Pioner 14 Active 在RISE 研究所花了三天时间打印出来

在意大利、荷兰和土耳其这三个主要游艇建造国，数十家设计工作室、造船厂和服务公司正在使用3D打印机以截然不同的方式制造模型、零件和整艘游艇。这是一个充满创意的市场，充满创意，但每个月都会打破陈规。

荷兰公司Tanaruz 计划到2023 年生产300 艘3D 打印游艇

同样在12 月，总部位于鹿特丹的初创公司Tanaruz 按下了未来招标的“打印”按钮。 Tanaruz 的快艇（价格从15,000 欧元起，长度从4.5 米到7.5 米不等）看起来像绿色、时尚的后现代耐克和苹果，拥有蜿蜒的线条和冰白色的内饰。此次航行设想的是一次不使用化石燃料的航行。太阳能电池板无缝集成到船舶的设计中，并为数字显示器、航行数据和48V 电动机（配有可充电电池）提供电力支持。该公司的第三艘船体于2022 年3 月打印，在罗特河上以6 节的最高速度航行。

Tanaruz 3D 打印4.5 至7.5 米的电动快艇

塔纳鲁兹还想象了一个没有经纪人的特斯拉式世界：这些船通过应用程序进行定制（长度、颜色、座垫和电源组都可以改变），并在两周后用卡车运送到欧洲各地。

海军建筑师兼Tanaruz 联合创始人阿列克谢·希夫曼(Alexey Shifman) 解释了它的吸引力。 “通过3D 打印，我不需要具有不同知识的焊工或专家，”他断言。 “我不需要建造造船厂；我需要建造一座造船厂。” （所需要的只是）一两个人在打印机周围工作。”在3D的未来，更大的船只不会超出预算。 “如果你使用玻璃纤维船，比如说从5 米到10 米，你需要4 倍的人，如果我们打印更大，那也没关系。”

Tanaruz 成本核算的关键是该公司对循环经济的信念。大约99% 的船只是由回收聚丙烯和比利时各地工厂留下的废弃玻璃纤维混合制成的。这两种废料都很便宜。它的轨道运动打印机由瑞士瑞典机器人制造商ABB 生产（价格约为35 万欧元），在逐层建造船只时每小时消耗30 公斤塑料板。虽然生产一艘重500 公斤、长5 m 的船大约需要60 个小时，但打印曲线和拐角需要耐心，即使使用机器人也是如此。

有趣的。 “我们可以粉碎并重复使用每艘塔纳鲁兹船五次，”希夫曼解释道。 “客户可以回收一艘船，然后将其重新打印成更大、更小、不同的颜色或其他设计，只需支付少量费用。这是一个闭环。”凭借Tanaruz 的技术，每隔几年更换一次小型电动船是非常实惠的。

首席外观工程师Jitze van Zelst 表示，在荷兰，Feadship 使用3D 打印来加快生产过程。 “十多年前，我们从小事做起。”特别是那些在其他地方生产需要很长时间或很难通过其他方式获得的物品，例如用于栏杆的定制不锈钢配件。 “在最近的一艘游艇上，我们安装了100 个用于橱柜门把手的3D 打印备件，”van Zelst 继续说道。 Feadixing拥有自己的打印机网络和3D打印专家。 “将来，船员也许能够在船上打印自己的备件。”

锚链孔细节

请注意，大多数游艇备件必须采用金属印刷，这是有成本的。一台30厘米长的树脂打印机仅需2500欧元即可购买，而相同尺寸的铝制或不锈钢打印机则需花费50万欧元。然而，3D打印改变了这种过程就像印钞票的情况。首先，这几乎不会产生浪费，其次，扶手、排水沟和其他甲板设施可以有80%的中空网状内部，因此需要的材料更少，从而也为更轻的船体铺平了道路。最能预见印刷金属未来的海军建筑师是格雷格·马歇尔(Greg Marshall)。 “当我们得知通用汽车公司正在打印涡轮机时，这对我们来说是一个重大的分水岭，”这位加拿大游艇设计师回忆道，他大约18 年前开始尝试3D 打印。 “我们飞往Concept Laser [一家在达拉斯设有子公司的德国制造公司]，他们用金属打印出来的东西让我们感到震惊。”马歇尔表示，目前最大的金属打印机可以打印约75 厘米长的物体。当设计师想要将极大的复杂性与最少的材料消耗结合起来时，最好使用金属打印机。 “我相信艺术家将主宰3D 打印世界”，因为任何形状都是可能的。 “我们不是从制造商那里购买它。我们可以完全按照我们想要的方式制作（设计）。”

MAMBO是一艘由机器人建造的雕塑快艇

金属打印机dcz 还有第二个因素。由于打印过程中使用的材料很少，“在未来10 年”，打印机可能能够用钛制造整艘船，钛是所有金属元素中强度密度比最高的。 “因为钛不会腐蚀，突然之间你就可以制造小管来完成各种各样的事情，”马歇尔继续说道。其中包括“甲板上的排水细节，或吸收海水的数英里冷却管线，将海水吹到船上并保持所有甲板凉爽。”该技术已经可以在门或浴室水槽上打印铰链，还可以在上面打印电线这样船厂就不必拉缆了。对于全尺寸容器，“您必须增加机器的尺寸。这只是一个比例问题。 ”

金属印刷开辟了其他机会。 “我们可以缩小到三微米（0.003 毫米），”Marshall 解释道，这在测量和切割方面创造了iPhone 上的产品质量，并且还创造了比玻璃纤维形成的船更复杂的成品。更好的是，如果设计师希望在打印前对钛材料进行着色，则油漆工作将成为过去。

一名男子正在给船体喷漆

将3D 打印这样的圣杯放在游艇上怎么样？ “他们刚刚在一艘大型航空母舰上安装了（一台3D 打印机），”他继续说道。 “这不是一种廉价的零件生产方式，但如果你在南极洲，你别无选择……”在米兰，打印专家Moi Composites 提出了另一种3D 商业模式：将最新打印的甲板直接带到造船厂。前提是三位热爱海洋的科学家花了数年时间创造了自己的专用印刷材料。它们主要以玻璃纤维、碳纤维或凯夫拉尔纤维为基础，与树脂混合，打印后直接固化。 —— 想象一下世界上最昂贵的打印机墨盒。其他公司则在仿塑料方面苦苦挣扎。他们的传统打印机会熔化塑料卷，这些塑料卷会慢慢硬化，并且经常被灰尘浸透，这对于完成来说是一场噩梦。

“MAMBO”是Moi Composites生产的3D打印展示产品

“我们的材料更坚固、更轻，并且耐化学品和耐热，”Moi Composites 首席技术官Michele Tonizzo 说道。为了证明这一点，他们在2020 年热那亚游艇展上印上了一艘船的名称。 “MAMBO”独特的快艇。这艘游艇就像一座波浪般的雕塑，航速可达26节。机器人通宵工作，将造船业推向极限。 “它不应该看起来很传统，”Tonizzo 说，“它更像是3D 打印技术可以生产什么的展示。” “（曼波）是优雅的、疯狂的，是用正常方法无法实现的。”

造船厂可以给Moi Composites发一套造船图纸让其打印吗？ Tonizzo 说道：“我们与Sanlorenzo 合作，为他们新设计的游艇生产零部件，从而缩短了上市时间。我们还向制造商提供3D 打印系统，以便他们可以自行打印零件。 ”

托尼佐声称，虽然他有足够的空间来打印整艘船，但“最好将机器直接安装在有专家的造船厂”。托尼佐和他的同事可能会在米兰测试一艘概念游艇，根据造船厂的需求定制机器，然后将其运送到利沃诺或安科纳，并培训人们如何操作它。这个的价格是多少？托尼佐仍然守口如瓶，但它的价格可能与米兰一套豪华公寓的价格差不多。

回到荷兰，Vripack 的联合创意总监Marnix Hoekstra 每天都喜欢研究3D 打印。 “本周早些时候，我们的团队设计了一些栏杆，”他说。 “我们无法计算出尺寸，所以我们只是将它们打印出来。”最近，在3D 办公打印机上方安装了网络摄像头，让vrripack 员工可以每天24 小时在家进行打印。 “最近我们用它打印了一件艺术品，并将其安装在一艘游艇上，这是手工无法制作的。”游艇的控制面板也是3D 打印的。

大约一米长的3D 打印模型使Virpack 的设计师能够评估弧度、角度等。

霍克斯特拉展示了他的同事打印的一套超级游艇模型。 “这是一艘60 米长的游艇，目前正在与Alia Yachts 合作建造。旁边是一艘为Royal Haussmann 打印的渔船。”在Vripack，每个3D 模型的模块都被打印出来，然后粘合在一起。 —— “这有点像建造一艘游艇，”Hoekstra 笑着说。通过制作“三到四英尺长”的精确打印样本，vrripack 团队“可以判断弓的俯仰、角度和开度。您将获得比虚拟现实更好的视觉效果。这是一个真实的模型。”3D 打印机会吗未来会安装在每个舱室吗？ Hoekstra 继续说道：“荷兰的Amels 游艇Gene Machine 上有一台3D 打印机。”德国Nobiskrug 的Artefact 也是如此。但他认为，甲板备件的打印过程“仍然是一个‘空谈多于实践’的过程。未来，这种情况可能会改变。”大家会发现，打印本身并不困难，因为它是由打印人员完成的。机器。 “霍克斯特拉相信，年轻的船员将接受使用这项技术的培训。“我们已经在新的高端手机上看到了扫描应用程序，”他继续说道，它可以拍摄损坏的螺栓或螺旋桨。“通过扫描，它会自动转换为可打印模型”，可以发送到船上的打印机。

那么，在不远的将来，我们会看到整艘游艇无需模具、很少浪费、很少工人就能打印出来吗？ “是的，我毫不怀疑，”霍克斯特拉说。 “他们可以打印食物，所以打印的材料是无穷无尽的。任何有不同想法的人都会被扰乱。在高素质劳动力如此短缺的情况下，机器人将接管许多任务。”