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一艘6米长的船,4天3D打印完成。
一艘12米长的船,8到9天3D打印出船。
整船约90%的部分一次3D打印成型,剩下10%单独打印或加工后再装上去。
这是荷兰造船厂的产能节拍,而它只是一家今年1月1日才正式成立的初创公司。
创始人马丁(Martin)在大型3D打印行业已经深耕了十余年,他还有另一家公司CEAD,专门造这些巨型的工业级3D打印机,在代尔夫特有大约八十名员工。
这次访谈来自QiTech,采取的是厂区实地走访的形式,镜头跟着马丁在厂区内边走边问。
从一艘6米渔船开始,一路走到打印机、材料堆场、焊接工位和船尾结构,最后停在那个被他们改造成船舶测试区的自备水池边。
访谈内容涉及设备怎么配、材料怎么调、挤出机的样式、哪些部件该打印哪些不该打印、一台大机器卖多少钱等。
这些内容由马丁本人在镜头前一一道来,对3D打印和船舶制造从业者都有一定的参考价值。
以下按原始问答整理,只删去了少量无关段落。
文中提到的数据和技术观点,均为马丁在镜头前的自述。
四天,造一艘船
问:我们先看什么?
马丁:这是一艘六米长的渔船,最早的型号之一,打印了大概四天。你现在看到的只是船体,后续还有部件要加装。
整船90%一次性打出来,剩下部分分开打印,比如控制台、座椅,之后直接焊上去,热塑性材料焊接和修补都很容易。
问:你造大型3D打印机的经验派上用场了?
马丁:确实。CEAD是我的另一家公司。这是第一台船舶专用3D打印机,一年前开发完成,最长打12米的船,一艘8到9天。
问:船不会粘在平台上吗?翘曲不是问题?
马丁:不用担心。
固定船头,从船头起打,横着打、悬空打,支撑销会自动升上来托住船体;而且是倒扣着、呈45度角打印,层纹都是45度方向。
这条线是支撑销受力过大留下的压痕,算是瑕疵,这艘船我们就留着当试验样船。功能不受影响,结构强度也没问题。
每小时50公斤的挤出机
问:这是核心部分?
马丁:对。挤出机装在机械臂侧面,体积大、重量高,因为挤出速度最高50公斤/小时,物料经持续加热的软管送到喷嘴。
这样设计是让机械臂末端尽可能轻,才能跑得快,重量全压在臂上设备也扛得住,但会慢很多。
问:这么长的加热软管第一次见,物料加热这么久不出问题?
马丁:不会,我们精确算过物料在软管里的停留时间,50公斤/小时流速很快。这设计大幅提升速度,过转角也更灵活。
问:换材料是大麻烦?
马丁:对,所以我们只用单一材料。那边仓储有大概20艘船的备料,随时开工。
用什么材料
问:这是你们自主研发的材料?
马丁:对,纤维含量约四分之一,和CEAD合作开发。
它必须耐紫外线,船常年在户外不能老化降解;
也不能吸水,多数热塑性塑料都会吸点水,这款完全不吸水。
最重要的是我们想造撞不坏的船,韧性极强,用大锤砸什么都不会发生。
它仍是热塑性材料,好处是维修方便,还能粉碎回收、重新打印新部件。
问:为什么选玻璃纤维?碳纤维轻量化不是更好?
马丁:成本是很大考量。最大成本就是原材料价格,碳纤维比玻璃纤维贵得多,而玻璃纤维在我们场景里表现已经非常出色。
问:基体树脂是什么?尼龙、TPU还是ABS?
马丁:介于几种之间,接近聚乙烯。市面上本就有人用HDPE造船,我们属同类体系,区别是我们加了玻璃纤维增强,刚性更强,抗冲击依然好。
问:HDPE回收市场成熟,用在3D打印里不现实?
马丁:不能随便什么回收料都往里加,而且普通HDPE热膨胀系数高、极易翘曲,根本没法直接打印。
解决翘曲是我们这款材料最大突破之一,你看这个表面,不是后期处理的,打出来就是原生的。
什么可以3D打印?什么不能3D打印
问:完整制造流程是什么?
马丁:先打印船体,再单独打印控制台。
这款材料可焊接,我们也因此自己生产焊接丝材。
焊接用热塑性行业通用的挤出式焊机,送进4毫米粗的热塑性焊丝(比普通3D打印丝材粗)熔化,先加热母材再送熔化焊丝,双加热。
问:这个部件看起来是外购的?
马丁:我们想演示一艘船可采用多种材料和工艺。
它其实是标准HDPE板材做的,切好焊上就行。
我们不是只做3D打印,核心是全流程自动化、选最优方案,不是什么都硬要打印,这里用板材切割再焊接反而更经济高效,形状复杂的部件打印才更有优势。
45毫米厚的船尾板
问:船尾要装发动机,得特别结实?这艘300公斤?
马丁:差不多。这是一台150马力发动机,本身重、推力大,船尾强度要比船体更高。
加强板用CNC加工出来再焊进船体内部。
这些板材也用那台大设备打印,先打整块厚板再切成形状,板有45毫米厚,强度非常高。
问:这个部件是什么?
马丁:铣削主轴。这台设备既能3D打印(增材),也能CNC切削(减材)。
挤出机自动翻起,主轴降下来,先打印出船尾基板毛坯,再用铣刀精加工成型,全程无人化。
用它还能做出超高光洁度表面,先打印足够加工余量,再铣平整。
大型3D打印机和市场
问:可以打任意船型?
马丁:对,任意尺寸。RIB休闲艇、渔船、小型交通艇都行。
但核心市场是作业船,工业用船和防务应用,还有大量无人船,这类无人船完全可以批量生产。
20万欧元起
问:这种大型工业3D打印机有市场吗?客户买去做什么?
马丁:应用很广。很多企业用它做复合材料行业的模具,也有客户做家具、打印船舶甚至建筑,我们有不少美国客户用它打印整栋房屋。
最新交付的一台有这层天花板那么高。
问:一台大概多少钱?
马丁:20万欧元以上,具体找CEAD销售。价格取决于配置和尺寸,都可定制。比如这台打印长度4米,准备升级到8米。
马丁:荷兰造船厂今年1月1日才成立。我在大型3D打印行业深耕12年多,当初就想造一艘自己的渔船,第一艘做出来后发现了商业机会,就成立了这家公司。
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