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3D打印技术在船舶行业的应用(二)

2017/6/20    来源:互联网    作者:祈斌      
关键字:3D打印  船舶  

    3.3D打印船模

    除了船上,3D打印技术在岸上的使用也逐步增多,比如制造用于常规水池试验和检测空气动力学的船模。位于美国卡德洛克的海军水面作战中心(NSWC)里,有一团队已成功利用3D打印技术按比例制作出了1艘尺度大、结构复杂的美国海军医院船(T-AH 20)模型,将用于测试船上风力气流的情况以提升直升机作业时的安全性。该船模不仅制作精良,而且比起人工方式明显更快,因为打印机可以24小时不间断工作。团队工程师称,3D打印技术使他们在船模制造上如虎添翼,使他们拥有了前所未有的能力,可以提供更快、更精准、更低成本的舰船模型。不过3D打印舰船模型并不是一桩易事,除了外观结构之外,还需要工程师利用动力学、气学、机械、电气工程等专业知识,对模型的每一个细节进行处理,以达到标准要求。

    4.3D打印螺旋桨

    对于复杂的现代化螺旋桨来说,3D打印也有着较乐观的发展前景,因为目前该领域在复合材料螺旋桨方面的发展非常缓慢,而这恰好是3D打印的优势。

    2016年初,两位国外创客尝试用3D打印机制作船用螺旋桨,这对于3D打印在螺旋桨制造领域的应用来说是一个不错的开端。为了能让螺旋桨经受得住发动机的强大推力和高盐的海洋环境,他们选用了四种材料进行试验,分别是ABS、木质/PLA、聚碳酸酯和碳纤维PLA。首先,利用三维扫描获取螺旋桨的外观,之后借助CAD软件进行内部设计,最后打印出4种材质的螺旋桨。出人意料的是,号称比金属的强度还高的碳纤维PLA连陆上测试都没通过,ABS;fD聚碳酸酯打印出的螺旋桨表现尚可,木质/PLA打印的螺旋桨(涂了漆)的表现却超乎预期,非常完美。在实船试验时,ABS螺旋桨有轻微的损裂;而木质/PLA螺旋桨却没能通过这一轮测试,在马达的推进下直接破裂了。聚碳酸酯的表现非常好,它不仅能经受住马达的强大推力,还能在恶劣的行船环境中保存完好。虽然此次3D打印的螺旋桨功率仅1 5 hp,但却表明了选材的重要性,并不是材料强度越高就越适合,只有经过充分试验才能找到最合适的。

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    5.美国海军的3D打印机应用

    物流不仅对民用船舶是个挑战,对军用舰船来说更是如此,因此在军舰上就会有各种备件储备以应对这个问题。美国海军(USN)对于3D打印技术的探索应该属于起步较早的,目前美国海军的部分舰船已经配置了3D打印机,目前主要是用来打印诸如油盖、泄水孔塞等小部件,正打算扩大应用范围。如此一来的好处就是明显减少了备件在船上库存量。

    2014年4月,美国海军在“Essex”号两栖攻击舰上安装了1台3D打印机。刚开始只是让舰员打印一些需要的零部件,目前则正进行着一个3D打印无人机的项目,用来测试那些定制无人机执行特殊任务时的效果。负责执行该项目的是来自于海军研究学院(Naval PostgraduateSch001)的研究员,研究内容是现代通信技术和装配技术能否结合到一起,从而为船员在执行各种任务时组合出相对应的无人机。

责任编辑:张纯子
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