Как 3D печать помогает строить лодки

Аддитивное производство является методом производства, который используется везде, будь то на Земле, в воздухе, в космосе или даже в морском секторе. Некоторые производителя в судостроении обращаются к 3D технологиям для проектирования компонентов для своих судов, запасных частей для подводных лодок или даже элементов приливных турбин. В этой статье речь пойдет о судах, спроектированных с помощью 3D печати : независимо от того, полностью или частично они напечатаны на 3D принтере, все больше и больше из них интегрируют аддитивное производство. Узнайте, как 3D технологии влияют на конструкцию новых судов через инновационные примеры применения.

UMaine: полностью напечатана на 3D принтере

В 2019 году Университет штата Мэн представил 3Dirigo, самую большую в мире лодку, напечатанную на 3D принтере. В 2022 году университет побил собственный рекорд, напечатав две новые лодки для морской пехоты США, одна из которых была в два раза больше оригинального 25-футового патрульного катера весом 5000 фунтов.

Хотя полная информация об обеих лодках не разглашается по соображениям национальной безопасности, известно, что это логистические суда, построенные для Министерства обороны и способные перевозить два грузовых контейнера и отряд морских пехотинцев с трехдневным запасом припасов. Лодки были изготовлены с использованием полимерных композитов и самого большого в мире полимерного 3D принтера, который UMaine ввел в эксплуатацию в 2019 году и который также изготовил 3Dirigo.

MAMBO — лодка из стекловолокна

Представленная в 2019 году на выставке Formnext, лодка MAMBO была спроектирована Moi Composites в сотрудничестве с Autodesk, Catmarine, Micad и Owens Corning. Ее длина составляет 12 футов 4 дюйма (6,5 метра), ширина — 8 футов 2 дюйма (2,5 метра), а вес — около 1763,7 фунта (800 кг). Уникальной особенностью проекта является то, что это была первая функциональная лодка из стекловолокна, напечатанная на 3D принтере, которая прошла в итальянских водах на выставке лодок в Генуе.

Для ее разработки компания использовала технологию аддитивного производства с использованием композитных материалов из непрерывных волокон. В процессе участвовали два робота, которые изготавливали компоненты лодки. Эта система позволяет создавать гораздо более легкие, но прочные и долговечные детали, ограничивая отходы материалов и не требуя использования форм. Успешный пример возможностей 3D печати в морском секторе!

Первая в Европе мореходная лодка Pioner 14 Active Dark Line

Сотрудничество между RISE (исследовательским институтом Швеции) и Cipax (владельцем компании Pioner boat) привело к производству первой в Европе мореходной лодки, напечатанной на 3D принтере. Pioner 14 Active Dark Line был изготовлен слой за слоем из смеси пластика и стекловолокна с использованием роботизированных рук ABB. Для того чтобы полиция и военные могли в будущем оснастить себя лодками, напечатанными на 3D принтере, чрезмерная плотность материала должна быть компенсирована плавучестью корпуса. Если эта цель будет достигнута, не должно быть никаких препятствий для коммерческого запуска модели.

3D печать в производстве AC9F

Компания Yachting Developments из Новой Зеландии занимается строительством лодок уже несколько лет, в частности, из композитных материалов. Она создала подразделение, занимающееся аддитивным производством, чтобы ускорить производство своих судов. Одним из последних проектов стала 3D печать всех инструментов, необходимых для строительства AC9F, лодки, которая принимала участие в 36-м Кубке Америки. Благодаря 3D печати команды смогли значительно сократить время изготовления финальной лодки.

Tanaruz Boats: внимание к развитию водного сектора

Tanaruz — голландская компания, которая производит лодки из полимеров, напечатанные на 3D принтере, уделяя особое внимание экономике замкнутого цикла. Это означает, что отслужившие лодки можно утилизировать, а материал использовать для изготовления новых. Клиенты могут выбрать свою собственную лодку из нескольких моделей через приложение, выбрать стиль и настроить ее по своему вкусу.

Экологические проблемы заложены во всем процессе производства лодок. Исходный материал поступает из промышленности, а затем перерабатывается для производства лодок. Основной материал — переработанный полипропилен с 30% содержанием стекловолокна. Такое сочетание материалов впечатляет своими механическими свойствами и обеспечивает долговечность лодок.

Чтобы сократить время производства, Tanaruz использует 3D печать. Сырье наносится роботом с экструдером для создания желаемого заказчиком дизайна. 3D печать предлагает многочисленные преимущества на этом этапе. Помимо экономии времени и денег, она снижает затраты энергии и ресурсов, что соответствует принципам устойчивого развития компании. 3D печать также позволяет легко реализовывать индивидуальные запросы клиентов и креативные проекты. После печати лодки оснащаются электродвигателем. Их общая длина составляет около 6,5 метров, и они вмещают от 3 до 7 человек.

Pegasus 88m — первая суперяхта

88-метровая Pegasus — это напечатанная на 3D принтере суперяхта, которая не только углеродно-нейтральна, но и может считаться «невидимой». Идея этой впечатляющей яхты пришла к дизайнеру Джозефу Форакису на острове Куфониси. Он хотел создать яхту, которая визуально гармонично вписывалась бы в окружающую среду. Яхта должна парить над водой, как облака, и быть невидимой для широкой публики. Таким образом, внешний дизайн судна напоминает естественные цвета воды, а природа также играет важную роль в дизайне интерьера.

В частности, «Древо жизни» состоит из четырех этажей и расположено в центре оазиса здоровья. Интегрированный сад на борту также обеспечивает свежий воздух и еду и подчеркивает общую идею единства человека, машины и природы. Дизайнер преследует идею невидимости не только визуально, но и экологически. Pegasus 88m питается от солнечной энергии и не выделяет вредных выбросов. В плане производства дизайнер также сосредоточился на устойчивом производстве. Поэтому для производства базовой рамы был использован робот для 3D печати, поскольку аддитивное производство требует значительно меньше энергии, времени и ресурсов.

Автономный паром для Олимпийских игр 2024 года

Другой тип 3D печатного судна — автономный паром, который будет введен в эксплуатацию для облегчения общественного транспорта на Сене во время Олимпийских игр 2024 года. Это проект Holland Shipyards Group, Sequana Développement и Roboat, которые выиграли тендер, объявленный Voies Navigables de France в декабре 2022 года.

Цель этого проекта — уменьшить заторы на дорогах и общественном транспорте, одновременно сократив выбросы CO2. Размеры парома  составят 9 на 3,90 метра. Это самая большая в мире модель автономного парома, напечатанная на 3D принтере. Его корпус был построен с использованием аддитивного производства из переработанных материалов. Автономный и стильный, он оснащен электрической силовой установкой. Швартовка и зарядка будут автоматизированы.

Hydra: прототип беспилотного корабля

Объединенные Арабские Эмираты добились значительных успехов в аддитивном производстве в морском секторе в этом году, напечатав на 3D принтере первый в истории прототип беспилотного судна. Производитель морского оборудования Al Seer Marine из Абу-Даби представил «Hydra», прототип беспилотного надводного судна (USV), напечатанный на 3D принтере, который был продемонстрирован на выставке NAVDEX 2023.

Судно длиной 5 метров и весом 350 кг знаменует собой значительный шаг вперед в инновациях в области 3D печати. ​​Работая с голландским производителем 3D принтеров CEAD, Al Seer Marine использует технологию AM Flexbot для крупномасштабной 3D печати. ​​Хотя конкретные компоненты не были раскрыты, быстрое проектирование Hydra и пятидневное строительство подчеркнули эффективность 3D печати.

​

Al Seer Marine планирует и дальше интегрировать систему CEAD и напечатать дополнительные детали для судна, включая интегрированную мачту и электродвигатели. Компания также намекает на предстоящую более легкую модель беспилотного судна, что еще раз иллюстрирует потенциал 3D печати в морских технологиях.

Парусник Caracol

Итальянский производитель Caracol становится все более известным в индустрии 3D печати благодаря своим решениям для крупноформатного аддитивного производства и своей приверженности устойчивому развитию. И то и другое лежит в основе одного из конкретных проектов компании: парусной лодки Beluga, напечатанной на 3D принтере.

Корпус Beluga, изготовленный в партнерстве с NexChem и с использованием собственной роботизированной системы аддитивного производства Caracol, был напечатан целиком из переработанного полипропилена с 30% содержанием стекловолокна для дополнительной прочности. Компания приводит парусную лодку в качестве примера преимуществ круговой экономики и доказательства того, что переработанные материалы можно использовать для передовых приложений. Кроме того, компания отмечает, что парусная лодка, напечатанная на 3D принтере, является символом новых начинаний, перезагрузки и исследований.

Прочные шлюпы IMPACD Boats

Лодки в стиле шлюпа голландской компании IMPACD Boats, базирующейся во Фрисландии, крупнейшей провинции страны, изготавливаются из переработанных материалов. Лодки IMPACD Boats сами по себе подлежат вторичной переработке.Компания утверждает, что ее лодки на 74% более экологичны, чем стандартные шлюпы, согласно исследованию Делфтского технического университета. Лодки приводятся в движение электродвигателем.

IMPACD Boats предлагает несколько моделей шлюпов. 450 Limited оснащена подвесным двигателем Mercury Avatar 7.5e, может перевозить до 5 человек и доступна ограниченным тиражом всего в 100 экземпляров. IMPACD 635 представлена в более традиционной форме и рассчитана на перевозку 8 человек. Более спортивная IMPCD 550 и IMPACD 570 подходят для перевозки 8 пассажиров и имеют солнечную палубу. Ожидается, что модели 500MB и 680MB будут выпущены в ближайшее время.

Итог

3D печать открывает новые возможности для судостроительной отрасли. Новые материалы и методы производства позволяют проектировать и изготавливать современные легкие суда.

Наши предыдущие статьи: