1案哄、3D打印的概念

3D打印的學(xué)術(shù)性名稱(chēng)為增材制造攒筛，始于20世紀(jì)80年代的快速成型技術(shù)，其概念則起源于更早的19世紀(jì)美國(guó)尝赵，直到最近幾年才逐漸發(fā)展成一項(xiàng)熱門(mén)技術(shù)篓羊，因此也被人稱(chēng)之為“上上個(gè)世紀(jì)的思想，上個(gè)世紀(jì)的技術(shù)弓呵，這個(gè)世紀(jì)的市場(chǎng)”六赢。該技術(shù)不需要傳統(tǒng)的刀具、夾具及多道加工工序茉漂，只需要1臺(tái)支持三維設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)劳景，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制與其相連的3D打印機(jī)，就可以利用熔合焊接碉就、燒結(jié)盟广、黏結(jié)等手段把打印材料逐層構(gòu)建起來(lái)，從而快速瓮钥、精確地制造出任意復(fù)雜形狀的物件衡蚂。目前3D打印能使用的材料包括尼龍、石膏骏庸、陶瓷毛甲、鋁、鈦合金具被、不銹鋼玻募、鍍銀、鍍金一姿、橡膠類(lèi)材料等七咧。3D打印技術(shù)可以細(xì)分為多個(gè)類(lèi)型，主要是以可用材料和構(gòu)層方式來(lái)區(qū)分叮叹，詳見(jiàn)表1顿储。其中溺联，就目前而言最先進(jìn)的技術(shù)為直接金屬激光燒結(jié)，掌握該技術(shù)的組織在全球范圍內(nèi)也屈指可數(shù)遮店。

當(dāng)前3D打印所涉及的領(lǐng)域包括珠寶捻境、服飾、工業(yè)設(shè)計(jì)戳酒、建筑炸鹅、工程和施工、汽車(chē)伟杂、航空航天肮渣、醫(yī)療、教育名挪、地理信息系統(tǒng)距肯、土木工程、武備绵笆。對(duì)于船舶行業(yè)來(lái)說(shuō)棺衬，3D打印可以算得上是一門(mén)非常新的技術(shù)，就目前而言粤咪，實(shí)際應(yīng)用并不多，不過(guò)可以確定的是渴杆，3D打印技術(shù)作為制造業(yè)的組成部分寥枝，該技術(shù)的發(fā)展必然會(huì)對(duì)船舶行業(yè)帶來(lái)重要影響，不僅是在設(shè)計(jì)制造階段磁奖，還包括運(yùn)營(yíng)階段囊拜，雖然目前還不是很明顯，但相關(guān)各界均已開(kāi)始對(duì)此表示關(guān)注比搭。

2冠跷、3D打印的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)

要了解3D打印到底能為船舶行業(yè)帶來(lái)什么影響，首先就要了解該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)身诺，這樣才能更好地做出定位蜜托。

3D打印的優(yōu)勢(shì)：

·精度高——傳統(tǒng)的產(chǎn)品制造需要對(duì)毛坯進(jìn)行一系列加工如打磨、切除等才能算真正完成霉赡，而3D打印則是直接成型橄务，這種方式精度更高，光順度也更好穴亏，尤其是在打印復(fù)雜物件時(shí)更具優(yōu)勢(shì)王庐。

·用料省——同樣是因?yàn)橹苯映尚停?D打印并不存在“邊角料”毯创，比傳統(tǒng)制造方式更節(jié)省原材料毫例。

·自由度高——3D打印可以制造出任意復(fù)雜形狀的物件谒酌，包括一些過(guò)去難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。而且由于采用逐層構(gòu)建方式惹捡，因此不論是簡(jiǎn)單或復(fù)雜物件遮结，之間的區(qū)別并不太大。

·成型便捷——不像傳統(tǒng)制造方式科谨，3D打印過(guò)程中無(wú)需制作模具以及后期加工钱锉，因此生產(chǎn)周期大幅縮短。此外渊喘，在設(shè)計(jì)階段诊捆，若能便捷地制作出樣品或模型，也有利于對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證和改進(jìn)拨才，提高設(shè)計(jì)水平和效率纸措。

·經(jīng)濟(jì)性好——這里的經(jīng)濟(jì)性主要有兩方面，首先是生產(chǎn)過(guò)程官脓，由于無(wú)需模具协怒，因此可以省下一筆不小的費(fèi)用，尤其是對(duì)那些批量小卑笨、定制型的產(chǎn)品孕暇。其次是后期供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)，以船舶為例赤兴，若能在船上自行制造替換用的零部件妖滔，那也能節(jié)省不少開(kāi)支。

3D打印的劣勢(shì)：

·材料限制——雖然目前3D打印已能支持尼龍桶良、石膏座舍、陶瓷、金屬等各類(lèi)材料陨帆，但依舊不算全面曲秉，一些昂貴和稀缺的材料還無(wú)法實(shí)現(xiàn)打印，而且單臺(tái)3D打印機(jī)所能支持的材料也有限疲牵。

·生產(chǎn)效率問(wèn)題——上文有提到3D打印成型便捷承二，但這只是針對(duì)制作模型或原型產(chǎn)品，而對(duì)于那種在生產(chǎn)線上大批量制作的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)就不那么給力了岭复。此外慷郎，金屬物件的打印速度也相對(duì)較慢纲秫，對(duì)于如發(fā)動(dòng)機(jī)這種金屬構(gòu)件占90%以上的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)促驶，目前也很難應(yīng)用于生產(chǎn)線。

·購(gòu)置成本較高——現(xiàn)階段单步，3D打印機(jī)本身和打印材料占據(jù)了成本組成的大部分物遗，特別是那些支持金屬材料的3D打印機(jī)涣恤，如一臺(tái)支持金屬材料的3D打印機(jī)價(jià)格約100萬(wàn)美元，而一臺(tái)工業(yè)用的塑料3D打印機(jī)僅需25000美元插撩。

·打印機(jī)的操作——在進(jìn)行3D打印前络骤，需要先進(jìn)行設(shè)計(jì)和建模，這對(duì)于普通人來(lái)說(shuō)比較有難度摹院，包括船上的普通船員朵令，因此目前一些3D打印操作都是有專(zhuān)人負(fù)責(zé)。未來(lái)即使商家會(huì)提供一些產(chǎn)品庫(kù)众巷，但對(duì)于一些定制物件來(lái)說(shuō)彼硫，仍然不是每個(gè)人都能操作的。

·法律與道德問(wèn)題——首先是法律問(wèn)題凌箕，比如知識(shí)產(chǎn)權(quán)和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)拧篮，3D打印所制造出的產(chǎn)品如發(fā)動(dòng)機(jī)零部件等是否能擅自使用？需不需要獲得原廠商等相關(guān)方的認(rèn)證和授權(quán)牵舱？出了問(wèn)題到底是哪方負(fù)責(zé)串绩？其次是道德問(wèn)題，如槍支等危險(xiǎn)物品都已能通過(guò)3D打印實(shí)現(xiàn)制造芜壁，若是被不法分子利用礁凡，將對(duì)社會(huì)產(chǎn)生不可忽視的危害。

3慧妄、3D打印在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用

從上述3D打印的優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)看顷牌，該技術(shù)在船舶領(lǐng)域還是有著較好的發(fā)展前景，可應(yīng)用的范圍也較大腰涧。例如韧掩，在船舶設(shè)計(jì)階段制作用于驗(yàn)證和改進(jìn)設(shè)計(jì)的模型紊浩；一些小批量窖铡、定制型船舶配套產(chǎn)品的制造；運(yùn)營(yíng)階段備件的供應(yīng)绒催；艦載無(wú)人機(jī)萨宙、無(wú)人艇，甚至小艇的制造等斜州。下文將列舉一些3D打印技術(shù)在船舶領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用案例以及相關(guān)方對(duì)此新技術(shù)的態(tài)度和看法惦知。

3.1 馬士基的3D打印備件供應(yīng)鏈

數(shù)年前，馬士基油輪公司就已在追趕潮流愁逝，試圖利用3D打印這項(xiàng)新技術(shù)革新其船舶備件供應(yīng)鏈爪辟。該公司相關(guān)人士稱(chēng)，對(duì)于船員來(lái)說(shuō)處理設(shè)備故障是一種常見(jiàn)的挑戰(zhàn)敷忠，工作重點(diǎn)在于如何將部件盡可能快地從陸上送到船上既权。按照傳統(tǒng)方法荚砍，首先要確定需要什么部件，之后將其運(yùn)往船舶下一個(gè)要經(jīng)過(guò)的港口酌沥，最后租一艘小艇將所需要的部件送到船上四洗。之所以要租用小艇，是因?yàn)殍b于油船貨物的危險(xiǎn)性呵扛，一般是被禁止進(jìn)入港口主要區(qū)域的每庆。

除了這些步驟，事實(shí)上今穿，油船還經(jīng)常不能按時(shí)到港缤灵，這就使部件的運(yùn)送工作變得更復(fù)雜。馬士基油輪公司有三分之二的船是以現(xiàn)貨交易的模式運(yùn)營(yíng)荣赶，因此客戶租船后凤价，并不會(huì)每次都明確在哪里卸貨，可能是從委內(nèi)瑞拉到休斯頓之間的任何港口拔创，這種不確定性也為備件的運(yùn)送工作帶來(lái)了一些麻煩利诺。從成本上來(lái)看，算上倉(cāng)庫(kù)貯存剩燥、包裝慢逾、空運(yùn)至港口、清關(guān)灭红，以及租用小艇等一系列費(fèi)用侣滩，那么僅將1個(gè)零件運(yùn)送至船上的成本就高達(dá)5000美元。另外变擒，一系列運(yùn)輸過(guò)程還會(huì)產(chǎn)生不少?gòu)U氣排放相询，不利于環(huán)保□迳總的來(lái)看褒谒，我們可以把傳統(tǒng)運(yùn)送備件到船上這項(xiàng)工作的劣勢(shì)歸納為以下幾點(diǎn)：

·作業(yè)過(guò)程復(fù)雜。

·會(huì)產(chǎn)生不低的費(fèi)用虚缘。

·會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不小的影響奕喻。

·延長(zhǎng)船舶航行時(shí)間。

通常來(lái)講辐轧，新興的技術(shù)意味著還有很多未知摧篱，不過(guò)雖然目前還不知道3D打印技術(shù)在船上能發(fā)揮到什么程度的作用，但即使只能打印一小部分零件鬼涂，那也會(huì)對(duì)供應(yīng)鏈成本帶來(lái)不小沖擊松苹。若在船上使用3D打印，則將免去包裝羔仅、運(yùn)輸?shù)纫幌盗匈M(fèi)用丘多，而且還更環(huán)保符焊。

于是，馬士基決定在旗下的1艘油船上安裝3D打印機(jī)以便船員“打印”出所需要的零件姻僧。不過(guò)令人遺憾的是规丽，這次嘗試被默默地?cái)R置在一邊，馬士基油輪公司也沒(méi)有更新進(jìn)展報(bào)道撇贺。有報(bào)道猜測(cè)稱(chēng)該公司可能更愿意先在岸上使用3D打印機(jī)而不是在船上赌莺，這樣至少能縮短備件的交付時(shí)間，當(dāng)然松嘶，前提是這些備件可以被打印出來(lái)艘狭。

3. 2 3D打印在發(fā)動(dòng)機(jī)制造領(lǐng)域的應(yīng)用

由于目前3D打印已能使用金屬材料，世界上一些知名的大型公司也對(duì)此產(chǎn)生了濃厚的興趣翠订，想借此來(lái)提升生產(chǎn)速度巢音，以及花費(fèi)更低的成本（相對(duì)機(jī)械加工和模制零件）創(chuàng)造出更復(fù)雜、更輕便的零件尽超。

當(dāng)然官撼，新技術(shù)的應(yīng)用一般都需要經(jīng)歷一個(gè)發(fā)展、磨合似谁、適應(yīng)的階段后才會(huì)步上正軌傲绣，在初期肯定會(huì)遇到不少問(wèn)題，比如備件供應(yīng)商的許可等钓赛。馬士基的計(jì)劃是聯(lián)合制造商一起開(kāi)發(fā)3D打印技術(shù)待鲤，這樣不但能最大程度地避免一些法律糾紛，而且還能使打印出的備件質(zhì)量更可靠勃说。為其提供發(fā)動(dòng)機(jī)零件的曼恩柴油機(jī)和透平公司就對(duì)此很感興趣狞饮，認(rèn)為這是個(gè)不可錯(cuò)過(guò)的好時(shí)機(jī)。

不過(guò)曼恩公司稱(chēng)痒塞，快速制作樣品和較高的設(shè)計(jì)自由度無(wú)疑是現(xiàn)階段3D打印技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)所在佣各，但對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)簡(jiǎn)單零部件來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)卻并不適用鬓灼。同時(shí)朦阶，由于塑料在發(fā)動(dòng)機(jī)材料成分上的占比較低杜凌，而當(dāng)前使用金屬材料的3D打印其工作速度卻相對(duì)較慢瘪吭，因此雖然曼恩公司對(duì)于使用金屬材料進(jìn)行3D打印興趣濃厚，但也承認(rèn)工作速度慢將抵消該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)名篷。此外经芋，支持金屬材料的3D打印機(jī)目前也較昂貴，購(gòu)置成本偏高途茫。

除了曼恩公司碟嘴，其他發(fā)動(dòng)機(jī)制造商對(duì)3D打印同樣持謹(jǐn)慎樂(lè)觀態(tài)度溪食。如MTU和瓦錫蘭，這兩家世界知名發(fā)動(dòng)機(jī)廠商都表示暫未使用3D打印技術(shù)娜扇。不過(guò)這兩家公司很可能走曼恩的合作路線错沃，并對(duì)3D打印技術(shù)的發(fā)展情況保持密切關(guān)注。

雖然3D打印技術(shù)目前還不適合直接用于發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的制造雀瓢，但也有其他變通模式并已有實(shí)際應(yīng)用枢析，比如打印那些復(fù)雜的鑄造模具以生產(chǎn)那些用于發(fā)動(dòng)機(jī)的金屬鑄件。直接打印金屬部件是下一階段所要攻克的難題刃麸，這樣一來(lái)就能省去整個(gè)鑄造程序醒叁，要知道鑄造過(guò)程不但成本高，而且精度肯定也不如3D打印泊业。

3.3 3D打印船模

除了船上把沼，3D打印技術(shù)在岸上的使用也正逐步增多，比如制造用于常規(guī)水池試驗(yàn)和檢測(cè)空氣動(dòng)力學(xué)的船模吁伺。位于美國(guó)卡德洛克的海軍水面作戰(zhàn)中心（NSWC）里饮睬，有一團(tuán)隊(duì)已成功利用3D打印技術(shù)按比例制作出了1艘尺度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的美國(guó)海軍醫(yī)院船（T-AH 20）模型谷培，將用于測(cè)試船上風(fēng)力氣流的情況以提升直升機(jī)作業(yè)時(shí)的安全性清截。該船模不僅制作精良，而且比起人工方式明顯更快梧杠，因?yàn)榇蛴C(jī)可以24小時(shí)不間斷工作弧蜒。團(tuán)隊(duì)工程師稱(chēng)，3D打印技術(shù)使他們?cè)诖Ｖ圃焐先缁⑻硪砥《迹顾麄儞碛辛饲八从械哪芰ε樗耄梢蕴峁└臁⒏珳?zhǔn)溃锤、更低成本的艦船模型渣么。不過(guò)3D打印艦船模型并不是一樁易事，除了外觀結(jié)構(gòu)之外灿拗，還需要工程師利用動(dòng)力學(xué)蛋鸡、氣學(xué)、機(jī)械侍上、電氣工程等專(zhuān)業(yè)知識(shí)弓候，對(duì)模型的每一個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行處理，以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求他匪。

3.4 3D打印螺旋槳

對(duì)于復(fù)雜的現(xiàn)代化螺旋槳來(lái)說(shuō)菇存，3D打印也有著較樂(lè)觀的發(fā)展前景，因?yàn)槟壳霸擃I(lǐng)域在復(fù)合材料螺旋槳方面的發(fā)展非常緩慢，而這恰好是3D打印的優(yōu)勢(shì)依鸥。

2016年初亥至，兩位國(guó)外創(chuàng)客嘗試用3D打印機(jī)制作船用螺旋槳，這對(duì)于3D打印在螺旋槳制造領(lǐng)域的應(yīng)用來(lái)說(shuō)是一個(gè)不錯(cuò)的開(kāi)端贱迟。為了能讓螺旋槳經(jīng)受得住發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)大推力和高鹽的海洋環(huán)境姐扮，他們選用了四種材料進(jìn)行試驗(yàn)，分別是ABS衣吠、木質(zhì)/PLA溶握、聚碳酸酯和碳纖維PLA。首先蒸播，利用三維掃描獲取螺旋槳的外觀睡榆，之后借助CAD軟件進(jìn)行內(nèi)部設(shè)計(jì)，最后打印出4種材質(zhì)的螺旋槳袍榆。出人意料的是栽铁，號(hào)稱(chēng)比金屬的強(qiáng)度還高的碳纖維PLA連陸上測(cè)試都沒(méi)通過(guò)，ABS和聚碳酸酯打印出的螺旋槳表現(xiàn)尚可柜步，木質(zhì)/PLA打印的螺旋槳（涂了漆）的表現(xiàn)卻超乎預(yù)期判原，非常完美。在實(shí)船試驗(yàn)時(shí)冲或，ABS螺旋槳有輕微的損裂今天；而木質(zhì)/PLA螺旋槳卻沒(méi)能通過(guò)這一輪測(cè)試，在馬達(dá)的推進(jìn)下直接破裂了腌棒。聚碳酸酯的表現(xiàn)非常好置悦，它不僅能經(jīng)受住馬達(dá)的強(qiáng)大推力，還能在惡劣的行船環(huán)境中保存完好隧蜀。雖然此次3D打印的螺旋槳功率僅15 hp捂旨，但卻表明了選材的重要性，并不是材料強(qiáng)度越高就越適合素矛，只有經(jīng)過(guò)充分試驗(yàn)才能找到最合適的憨琅。

3. 5 美國(guó)海軍的3D打印機(jī)應(yīng)用

物流不僅對(duì)民用船舶是個(gè)挑戰(zhàn)，對(duì)軍用艦船來(lái)說(shuō)更是如此撒蟀，因此在軍艦上就會(huì)有各種備件儲(chǔ)備以應(yīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題叙谨。美國(guó)海軍（USN）對(duì)于3D打印技術(shù)的探索應(yīng)該屬于起步較早的，目前美國(guó)海軍的部分艦船已經(jīng)配置了3D打印機(jī)保屯，目前主要是用來(lái)打印諸如油蓋手负、泄水孔塞等小部件，正打算擴(kuò)大應(yīng)用范圍配椭。如此一來(lái)的好處就是明顯減少了備件在船上庫(kù)存量虫溜。

2014年4月，美國(guó)海軍在“Essex”號(hào)兩棲攻擊艦上安裝了1臺(tái)3D打印機(jī)股缸。剛開(kāi)始只是讓艦員打印一些需要的零部件衡楞，目前則正進(jìn)行著一個(gè)3D打印無(wú)人機(jī)的項(xiàng)目，用來(lái)測(cè)試那些定制無(wú)人機(jī)執(zhí)行特殊任務(wù)時(shí)的效果敦姻。負(fù)責(zé)執(zhí)行該項(xiàng)目的是來(lái)自于海軍研究學(xué)院（Naval Postgraduate School）的研究員瘾境，研究?jī)?nèi)容是現(xiàn)代通信技術(shù)和裝配技術(shù)能否結(jié)合到一起，從而為船員在執(zhí)行各種任務(wù)時(shí)組合出相對(duì)應(yīng)的無(wú)人機(jī)镰惦。

該項(xiàng)目的基本理念是迷守，由陸地上的研究機(jī)構(gòu)根據(jù)需求設(shè)計(jì)出相應(yīng)的無(wú)人機(jī)，然后傳輸?shù)脚炆系?D打印機(jī)進(jìn)行無(wú)人機(jī)機(jī)體的打印娩伴。打印完成后脯纽，船員根據(jù)說(shuō)明書(shū)進(jìn)行裝配，將塑料部件和事先在船上準(zhǔn)備好的電子元件組裝到一起靠牙，就完成了一架無(wú)人機(jī)的制造工作尽架。準(zhǔn)備好的元件包括發(fā)動(dòng)機(jī)、無(wú)線通信設(shè)備虎疗、控制器和GPS裝置等糜罢。如此一來(lái)，艦上只需攜帶少量無(wú)人機(jī)通用電子元器件榄缸，并且可根據(jù)不同任務(wù)設(shè)計(jì)打印出不同的無(wú)人機(jī)機(jī)體以配置不同的元件蛹吱。比如去年12月份“Essex”號(hào)上就3D打印了一架用于反恐作業(yè)的無(wú)人機(jī)，該無(wú)人機(jī)被設(shè)計(jì)為可搭載一部發(fā)報(bào)機(jī)和一個(gè)微型攝像機(jī)涌疲，從而能夠?qū)?shí)時(shí)視頻傳送給艦員戴著的頭戴式顯示器上晨每。這樣的方式，同樣也可以應(yīng)用于那些途徑危險(xiǎn)海域的商船上九昵。

除了海軍梗爸，美國(guó)海岸警衛(wèi)隊(duì)也在評(píng)估3D打印在船上的實(shí)際應(yīng)用。2015年夏天讹蘑，海岸警衛(wèi)隊(duì)的“Cutter Healy”破冰船上安裝了一臺(tái)MakerBot第五代3D打印機(jī)末盔，并出發(fā)前往北極進(jìn)行為期三周的科學(xué)考察。在考察過(guò)程中座慰，這臺(tái)3D打印機(jī)一直處于忙碌狀態(tài)陨舱，解決了許多看似很小，卻很讓人頭疼的問(wèn)題版仔，可謂是大顯身手游盲。比如在離港后，每天都要清洗70多套餐具的洗碗機(jī)壞掉了蛮粮，這樣就不得不使用紙質(zhì)的盤(pán)子和杯子益缎，而且還是限量供應(yīng)谜慌，這就讓船員們的就餐感受大打折扣。幸運(yùn)的是莺奔，船上的3D打印機(jī)很快就打印出部件修復(fù)了洗碗機(jī)欣范。此后，船員們紛紛利用3D打印來(lái)解決自己的技術(shù)問(wèn)題令哟，于是這臺(tái)3D打印機(jī)就成為了一個(gè)合格的勤雜工恼琼，比如幫助將一部Go Pro攝像機(jī)安裝到大型航空氣球上，以及為某個(gè)飽受折磨的船員3D打印合腳的鞋墊瓜收，甚至是一些娛樂(lè)道具翼抡。相關(guān)工程人員希望未來(lái)能同時(shí)使用多臺(tái)不同種類(lèi)的打印機(jī)，這樣就能滿足更多的不同需求箭雪。

3.6 英國(guó)海軍的3D打印技術(shù)應(yīng)用

英國(guó)皇家海軍也在嘗試類(lèi)似的應(yīng)用响奋，并且目前已有一型利用3D打印技術(shù)制造的艦載小型無(wú)人飛機(jī)正式投入使用。

5年前濒秸，英國(guó)南安普敦大學(xué)宣布成功設(shè)計(jì)并放飛了世界上第一架3D打印無(wú)人機(jī)——“SULSA”（Southampton University Laser Sintered Aircraft民沈，南安普敦大學(xué)激光燒結(jié)飛機(jī)），翼展1.5 m荸脂，螺旋槳驅(qū)動(dòng)浸速。在經(jīng)過(guò)一系列改進(jìn)后，2015年年中奕辖，該型3D打印無(wú)人機(jī)在英國(guó)皇家海軍“River”級(jí)巡邏艇“Mersey”號(hào)上進(jìn)行了海試就灸，地點(diǎn)為多塞特沿岸海域。不過(guò)不同于美國(guó)在艦上實(shí)時(shí)3D打印出無(wú)人機(jī)鲫肿，目前SULSA是在陸上進(jìn)行3D打印泡嘴，之后在船上組裝。當(dāng)前SULSA的四大主體部分都是使用EOS EOSINT P730尼龍激光燒結(jié)打印機(jī)制作出塑料或者金屬結(jié)構(gòu)逆济，所有構(gòu)件之間均沒(méi)有扣件酌予，使用“卡扣固定”技術(shù)連接在一起，因此幾分鐘就可以完成全部組裝工作并且無(wú)需任何工具奖慌。SULSA的重量只有3 kg抛虫，從一個(gè)3 m長(zhǎng)的彈射器上發(fā)射出去，機(jī)上裝備了自動(dòng)駕駛儀简僧，最高飛行速度約161 km/h建椰。

由于傳統(tǒng)艦載無(wú)人機(jī)成本較高，一次小小的操作失誤或零部件問(wèn)題就可能使百萬(wàn)英鎊沉入海里岛马。而SULSA的成本僅7000英鎊棉姐，雖然只能飛行約40分鐘，但以足夠完成如監(jiān)控海盜啦逆、走私之類(lèi)的任務(wù)伞矩，即便損失也能承受笛洛。此次海試基本上就是為了評(píng)估“一次性”無(wú)人機(jī)如何應(yīng)用于軍事和救援行動(dòng)。使用這樣的3D打印無(wú)人機(jī)不僅可以降低成本乃坤，而且還可以根據(jù)任務(wù)性質(zhì)進(jìn)行“私人定制”政庆。

2016年，SULSA正式投入實(shí)際應(yīng)用——為英國(guó)皇家海軍“Protector”號(hào)破冰船的南極之行偵察路線袱黎，為該船探索最佳航行路徑匕蚁。SULSA每次執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間約30分鐘态置，飛行速度約96 km/h道夭。雖然機(jī)上配備了自動(dòng)駕駛儀，但在此次任務(wù)中船員依舊將通過(guò)筆記本電腦對(duì)SULSA進(jìn)行遙控垄获，傳回機(jī)載攝像頭拍攝到的實(shí)時(shí)畫(huà)面倾断，并且還能回收重復(fù)使用。

英國(guó)方面稱(chēng)彻虾，在五年內(nèi)守皆，海軍艦艇上將配備能夠打印像SULSA這類(lèi)無(wú)人機(jī)的多材料3D打印機(jī)，到時(shí)候溅宅，每一個(gè)無(wú)人機(jī)都將是針對(duì)特定任務(wù)定制的砸镀。另?yè)?jù)報(bào)道，在英國(guó)“星點(diǎn)”工程中有一個(gè)名為“無(wú)畏艦2050”的項(xiàng)目搪书，其中就提到2050年時(shí)唱逢，英國(guó)的戰(zhàn)艦的艦體將采用可以變?yōu)榘胪该鞯谋┧岵牧希蕴峁┤轿坏囊曇拔菪荩瑫r(shí)艦上還將安裝3D打印機(jī)坞古，用于制造激光和電磁武器乃至無(wú)人機(jī)群。

3.7 其他應(yīng)用

除了上述一些應(yīng)用劫樟，3D打印技術(shù)在船舶領(lǐng)域還有許多其他實(shí)際應(yīng)用痪枫，比如新加坡Tru-Marine公司利用3D打印快速維修和制造渦輪增壓器部件、鹿特丹將建3D打印中心以快速維修到港船舶叠艳、3D打印噴水推進(jìn)小艇模型（除電子設(shè)備和電池以外的所有部分）等奶陈。此外，為了提升人們對(duì)于3D打印的信心附较，消除對(duì)于3D打印產(chǎn)品質(zhì)量的疑慮尿瞭，英國(guó)勞氏船級(jí)社已于2016年1月7日發(fā)布了3D打印全球認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

圖6 3D打印的噴推小艇模型及噴推部件

4翅睛、小結(jié)

從這些案例可以看出声搁，3D打印技術(shù)的高精度、高自由度捕发、用料省尤吟、成型便捷拘能、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)勢(shì)對(duì)于船舶行業(yè)來(lái)說(shuō)有著不小的吸引力，并且已對(duì)船舶的設(shè)計(jì)翁骗、建造侣沐、運(yùn)營(yíng)、維修等各個(gè)階段產(chǎn)生了影響引笛。就目前的3D打印技術(shù)而言笆低，其在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括以下幾方面：

·勤雜工——各種船上小物件和船員個(gè)人物品的3D打印，如油蓋决毕、泄水孔塞等小部件忌挺，餐具、杯具等日常用品留满，甚至是鞋墊嫂藏、紐扣、娛樂(lè)道具等喻谭【可減少船上相關(guān)物件的貯備量，改善船員的工作條件关带，提升其工作積極性侥涵。

·修理工——通過(guò)3D打印替換設(shè)備中有問(wèn)題的零部件，或者直接修補(bǔ)損壞的零部件宋雏，船上岸上皆可芜飘。能夠減少維修周期，降低維修成本好芭，同時(shí)也更環(huán)保燃箭，對(duì)那些供應(yīng)鏈成本特別高的區(qū)域來(lái)說(shuō)尤為重要。

·設(shè)計(jì)輔助者——利用3D打印的高精度和便捷成型優(yōu)勢(shì)舍败，可以提供更快招狸、更精準(zhǔn)、更低成本的艦船模型邻薯，有利于對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證和改進(jìn)裙戏，提高設(shè)計(jì)水平和效率。此外厕诡，由于3D打印能制作出非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)物累榜，因此過(guò)去一些無(wú)法實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)思路或許也能“重出江湖”。

·無(wú)人機(jī)制作者——美國(guó)和英國(guó)海軍均已在探索3D打印無(wú)人機(jī)的應(yīng)用倘封，并且已取得一定效果癣辉。3D打印無(wú)人機(jī)安裝簡(jiǎn)便，還可根據(jù)任務(wù)不同進(jìn)行定制帚萧，不但節(jié)省船上空間传起，而且更靈活多變挚雾。并且由于3D打印的無(wú)人機(jī)成本較低，因此就算成為一種消耗品也是能夠讓人接受掺挺。同樣的理念也可用于無(wú)人艇和無(wú)人潛航器钩氓。

雖然因?yàn)?D打印技術(shù)目前還不成熟，材料的限制狰丝、購(gòu)置成本高昂（金屬打又病）、無(wú)法批量生產(chǎn)以及對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的疑慮等因素將該技術(shù)局限在了一個(gè)較小的應(yīng)用范圍化团，但無(wú)可否認(rèn)的是佛岛，現(xiàn)在的3D打印技術(shù)僅處于起步階段，還有很大的潛力可以發(fā)掘湾关，如材料烫饼、成本猎塞、打印速度等問(wèn)題必然可以隨著技術(shù)發(fā)展而得到解決试读。馬士基方面稱(chēng)，現(xiàn)在就對(duì)3D打印技術(shù)進(jìn)行全面荠耽、長(zhǎng)期的影響進(jìn)行預(yù)測(cè)還為時(shí)過(guò)早钩骇，有許多因素還未知，比如最實(shí)際的因素——成本铝量，使用3D打印的成本是否真的比傳統(tǒng)的規(guī)模生產(chǎn)更有優(yōu)勢(shì)倘屹？未來(lái)，3D打印在船舶相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用或許會(huì)隨著技術(shù)的進(jìn)步而越來(lái)越廣泛慢叨，不過(guò)這肯定不是短時(shí)期內(nèi)就能實(shí)現(xiàn)的纽匙，只能說(shuō)是路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索拍谐。

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