近日，瑞典RISE研究院的增材製造科學家Emil Johansson發布了一個(ge) 新項目，展示了功能齊全的全3D打印船隻。研究人員於(yu) 12月中旬在瑞典西海岸測試了一艘3D打印的摩托艇，同時對活動進行了流媒體(ti) 直播，從(cong) 畫麵中可以看出這艘3D打印的小船能夠完美地在水麵行駛。近年來，3D打印不斷發展，滲透了各行各業(ye) ，給船舶工業(ye) 帶來了新的機遇，有著不可估量的市場潛力。

萬(wan) 物皆可打印

3D打印又稱“增材製造”（Additive Manufacturing），它的出現可以說顛覆了人們(men) 對傳(chuan) 統生產(chan) 製造的認知。

與(yu) 普通打印機相比，3D打印機的工作原理和前者基本相同，隻是打印材料有些不同。普通打印機的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機內(nei) 裝有粉末狀的金屬、陶瓷、砂，以及塑料等可粘合的打印材料。當3D打印機與(yu) 電腦連接後，通過電腦控製可以把打印材料一層層疊加起來，最終把計算機上的模型變成實物。

起初，3D打印主要是在模具製造、工業(ye) 設計等領域被用於(yu) 製造模型，後逐漸用於(yu) 某些產(chan) 品或零部件的直接生產(chan) 製造。到目前為(wei) 止，增材製造技術已成功應用於(yu) 食品、藝術品、時裝、航空航天、汽車、醫療、建築及教育等行業(ye) ，被美國《時代》周刊列為(wei) “美國十大增長最快的工業(ye) ”，英國《經濟學人》則將其推崇為(wei) “第三次工業(ye) 革命”。由此可見增材製造技術的優(you) 勢與(yu) 發展前景。

據公開信息，目前3D打印采用的主流技術有：FDM熔融沉積、SLS粉末材料選擇性激光燒結、DLP光固化、SLA光敏樹脂選擇性固化等。

根據CCID公布的數據顯示，2019年，中國3D打印應用服務產(chan) 業(ye) 結構中，工業(ye) 領域應用服務產(chan) 業(ye) 規模29.23億(yi) 元，占比達到64%；消費領域應用服務產(chan) 業(ye) 規模16.44億(yi) 元，占比36%。船舶工業(ye) 作為(wei) 傳(chuan) 統工業(ye) 的一大組成部分，近年來也開始受到3D打印的影響。

船體(ti) 到備件一網“打”盡

2019年10月10日，一艘長7.6米、重2268公斤的3D打印船在美國緬因大學(University of Maine)一個(ge) 實驗室公開亮相，這是有史以來體(ti) 積最大的3D打印物和3D打印船。打印出這艘船的全球最大型打印機有21米長，造價(jia) 250萬(wan) 美元，每小時可噴射226.8公斤塑料聚合物顆粒。

2020年10月1日至6日舉(ju) 行的的意大利熱那亞(ya) 國際船舶展上，意大利科技初創公司Moi Composites，正式推出全球第一艘3D打印玻璃纖維船。這艘3D打印船長6.5米，寬2.5米，重約800公斤，采用了MOi公司的連續纖維製造（CFM）專(zhuan) 利技術。這項技術將連續纖維熱固性複合材料的高性能，與(yu) 增材製造工藝的潛力和優(you) 勢結合。該工藝可以實現定製和高機械性能，這是傳(chuan) 統製造無法提供的。這種材料使產(chan) 品堅固耐用，重量輕，而機器人係統可實現打印尺寸的可擴展性。

今年11月初，荷蘭(lan) 萊頓大學的物理學家利用3D打印技術打印出了世界上最小的船隻。船隻長30微米，隻有一根頭發絲(si) 的三分之一粗細，比細菌細胞大六倍。盡管極其微小，但是經過電子顯微鏡放大後，可以看見它的設計十分精致，有一個(ge) 開放的船艙、一根煙囪，甚至還有小舷窗。它雖然沒有推進器，但船身上印了組成螺旋狀的微粒，令它可以用像開瓶器擰動的方式，在液體(ti) 中推動前進。研製者丹尼拉·卡夫表示：“在未來的臨(lin) 床醫學中，對於(yu) 治療診斷以及人體(ti) 內(nei) 精準靶向的藥物輸送，微型3D打印船隻技術可能起到重要作用。”

3D打印除了船體(ti) ，還延伸至船舶備件供應領域。對於(yu) 船舶來說，尤其是遠洋油輪和遠海航行或作戰的軍(jun) 船，設備故障的修理是很常見的事情，為(wei) 了應付一些突發情況所需的零部件，要麽(me) 隨船帶足事先預想的各種可能需要的零件；要麽(me) 想辦法靠岸修理，這兩(liang) 種選擇無論哪種都會(hui) 帶來較高的修理成本和風險。將3D打印技術應用到船舶備件的供應鏈中，不失為(wei) 一種很好的解決(jue) 方法。

這對於(yu) 海運業(ye) 中的一些大的運營商而言，3D打印船舶備件正迅速成為(wei) 一個(ge) 非常有價(jia) 值的高潛力業(ye) 務領域。

近日，法國船級社（BV）和製造服務商3D metal Forge（3DMF）以及新加坡海工服務供應商PACC Offshore Services Holdings（POSH）正在合作進行海事行業(ye) 增材製造聯合工業(ye) 項目（JIP）。

一些活躍在海運行業(ye) 的大型公司，例如威廉森、蒂森克虜伯、尹森、瓦錫蘭(lan) 、川崎重工，以及大型谘詢公司（例如DNV GL），正在進行大量投資，開發基礎設施，通過增材製造技術生產(chan) 船隻備件，在按需求定製和數字倉(cang) 庫能力方麵受益。DNV GL已頒發證書(shu) ，認證蒂森克虜伯的TechCenter增材製造公司成為(wei) 全球第一家海事應用3D打印零件生產(chan) 商。

3D打印優(you) 勢盡顯

3D打印船舶與(yu) 傳(chuan) 統的減材製造工藝相比具有眾(zhong) 多優(you) 勢。傳(chuan) 統的減材製造工藝是指利用已有的幾何模型工件，用工具將材料逐步切削、打磨、雕刻，最終成為(wei) 所需的零件。而3D打印即增材製造，是借助於(yu) 3D打印設備，對數字三維模型進行分層處理，將金屬粉末、熱塑性材料、樹脂等特殊材料一層一層地不斷堆積黏結，最終疊加形成一個(ge) 三維整體(ti) 。所以，首當其衝(chong) 的就是無材料損耗。3D打印按照所需直接建造，僅(jin) 使用所必需的材料數量，不會(hui) 產(chan) 生多餘(yu) 的廢料。這使得造船的成本近一步降低，從(cong) 而間接減少人工成本和建造周期。

每艘船在建造的時候都有自己不同的優(you) 勢和使用場景。有的側(ce) 重於(yu) 速度，有的側(ce) 重於(yu) 平衡。有了3D打印機的加入，人們(men) 可以使用定製方式來創建船舶的零件，從(cong) 而優(you) 化船的整體(ti) 性能，例如3D打印船身的骨架。3D打印隻需根據自己的喜好調整3D模型即可。

在船舶輕量化建造方麵，與(yu) 傳(chuan) 統製造方法相比，3D打印生產(chan) 的零件重量更輕。這就意味著船體(ti) 能夠在保證足夠的強度時速度能夠變得更快，獲得更好的平衡性，降低減重帶來的潛在風險。

水上航行可能會(hui) 出現很多察覺不到的風險，洶湧的水流會(hui) 導致船體(ti) 的損壞部分或顛簸；船殼長期在水裏會(hui) 變得很髒，一旦損壞或肮髒，船體(ti) 將失去速度或效力；行駛過程中輕微的撞擊通常也會(hui) 導致船體(ti) 部件的損壞。而通過3D打印，人們(men) 可以快速進行船體(ti) 部件的維修與(yu) 更換。

增材製造技術的發展日新月異，科技工作者們(men) 一致認為(wei) 增材製造技術必將廣泛應用於(yu) 船舶製造業(ye) ，對造船業(ye) 產(chan) 生深遠的影響。