鹿特丹港RAMLAB利用混合增材制造技術(shù)生產(chǎn)了世界首個(gè)通過船級(jí)社認(rèn)證的船用螺旋槳掘防。

增材制造技術(shù)從20世紀(jì)80年代中期出現(xiàn)以來痒弃，經(jīng)過30多年的發(fā)展翅拜，目前已趨于成熟并初步形成體系，并呈現(xiàn)出美國(guó)主導(dǎo)仆扰、歐洲協(xié)同發(fā)展瘫啦、日本追隨、中國(guó)后發(fā)的基本格局祟放。國(guó)際上金屬精密數(shù)字化增材制造設(shè)備供應(yīng)商主要有德國(guó)EOS公司澳踱、英國(guó)Renishaw公司、美國(guó)3D Systems公司等衡喧，近年來癣彩，也出現(xiàn)了中國(guó)企業(yè)的身影。我國(guó)增材制造設(shè)備產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品目前已接近國(guó)外產(chǎn)品水平帚屉，一改此類設(shè)備早期依賴進(jìn)口的局面谜诫。

與此同時(shí)，全球?qū)υ霾闹圃煸?a target="_blank" class="mmstipa1" >船舶領(lǐng)域的應(yīng)用研究也已取得了較大進(jìn)展攻旦，業(yè)內(nèi)已成功打印出種類繁多的產(chǎn)品和零部件猜绣，如螺旋銷、軸瓦敬特、箱式熱交換器、螺旋槳等牺陶。在韓國(guó)伟阔，現(xiàn)代重工宣布在韓國(guó)蔚山設(shè)立蔚山創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)革新中心。該中心的一項(xiàng)重要任務(wù)掰伸，就是研發(fā)增材制造技術(shù)皱炉，孵化增材制造相關(guān)的初創(chuàng)企業(yè)。現(xiàn)代重工希望通過增材制造技術(shù)打印船舶構(gòu)件狮鸭，在生產(chǎn)過程中節(jié)省時(shí)間和金錢合搅，推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步。在歐洲歧蕉，羅爾斯·羅伊斯公司已在船用柴油機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)中應(yīng)用了增材制造技術(shù)画了。該公司全球研究與技術(shù)總監(jiān)保羅·斯坦恩表示，增材制造技術(shù)在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊吼季，對(duì)于一些制造工藝非常復(fù)雜且難以用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的幾何部件來說嫌或，增材制造可能是最好的生產(chǎn)方式。而鹿特丹港RAMLAB增材制造中心則希望利用增材制造技術(shù)為鹿特丹港的大型船舶提供快速維修服務(wù)误反。該中心曾利用混合增材制造技術(shù)生產(chǎn)了世界首個(gè)通過船級(jí)社認(rèn)證的船用螺旋槳喝灌。

在船舶增材制造方面，中國(guó)是后來者奠钾，但近年來技術(shù)進(jìn)步迅速嘉栽。中船重工經(jīng)濟(jì)研究中心高級(jí)分析師曹林介紹說慈哗，我國(guó)船舶工業(yè)體系內(nèi)已開展了增材制造金屬粉體材料、金屬激光燒結(jié)和電子束燒結(jié)成型工藝损螃、增材制造設(shè)備等方面的研究工作筋悴，并取得了一系列成果。

據(jù)了解啡笑，中國(guó)船舶重工集團(tuán)有限公司下屬一家研究所對(duì)多種金屬增材制造材料特性進(jìn)行了研究崇磁，包括不銹鋼、高/低碳合金鋼推姻、鎳基合金平匈、鈷基合金、鈦合金等藏古。通過多年項(xiàng)目研究和產(chǎn)品開發(fā)增炭，目前，該所已開發(fā)了低碳合金鋼拧晕、高碳鋼隙姿、鈦合金等增材制造工藝，其中厂捞，合金鋼增材制備技術(shù)可以獲得強(qiáng)度達(dá)到500兆帕输玷、規(guī)格大于300毫米×300毫米×300毫米的部件，增材修復(fù)部件體積可達(dá)2米×2米×1米靡馁，結(jié)合強(qiáng)度最高可達(dá)800兆帕欲鹏；研制了直接送粉工藝，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜三維曲面制造臭墨。中船重工另一家研究所則成功研制了TC4赔嚎、Ti80等鈦合金粉末，粉末質(zhì)量乐肿、性能達(dá)到增材制造要求珠技；開展了空間曲面增材制造工藝、激光燒結(jié)工藝软雹、鈦合金電子束熔絲沉積制造工藝研究嘲本，開展了鈦合金電子束熔絲沉積工藝初步研究，采用電子束熔絲沉積制造技術(shù)制備了典型一維和二維形狀材料凑戏。中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)有限公司下屬一家研究所正利用增材制造技術(shù)生產(chǎn)鈦合金葉輪鲁磺，并進(jìn)行螺旋槳的試制。江蘇科技大學(xué)海洋裝備研究院則通過增材制造技術(shù)制造了船用液化天然氣（LNG）汽化器裆机，該LNG汽化器能夠完全滿足超高壓跋园、超低溫的運(yùn)行條件，且制造成本和周期大幅減少。

曹林介紹說息栖，在我國(guó)最新開展的船用低速機(jī)工程研制項(xiàng)目中益命，也包含了柴油機(jī)核心部件增材制造研究的內(nèi)容。

增材制造 對(duì)船舶工業(yè)影響幾何鹿蜀？

目前箕慧，增材制造技術(shù)已應(yīng)用于產(chǎn)品的開發(fā)、驗(yàn)證茴恰、制造和維修等環(huán)節(jié)颠焦，一些企業(yè)通過增材制造技術(shù)成功解決了生產(chǎn)過程中的實(shí)際問題，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益往枣。曹林介紹說伐庭，在我國(guó)，有單位自1997年建立激光加工中心以來分冈，已多次為船用壓縮機(jī)缸體圾另、船用齒輪、主機(jī)缸套進(jìn)行了激光強(qiáng)化雕沉；有單位通過采用激光熔覆技術(shù)集乔，成功解決了發(fā)動(dòng)機(jī)活塞耐燒蝕和缸套耐磨性不足的問題；有單位在自主研制系列船用柴油機(jī)的過程中坡椒，將增材制造技術(shù)用于鑄件新產(chǎn)品開發(fā)及輔助傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)制造扰路；有單位與高校合作，開展了船用燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)匣類零件增材制造倔叼；有單位較早采用增材制造技術(shù)進(jìn)行精密無余量澆鑄蠟?zāi)Ｖ圃焐肪圃炝酥睆郊s為80毫米的渦輪增壓器用離心壓氣機(jī)葉輪等。

“一般情況下厌棵，由于省去了復(fù)雜的模具開發(fā)過程，增材制造可以大幅縮短新產(chǎn)品設(shè)計(jì)驗(yàn)證周期牧赚，加快產(chǎn)品研制進(jìn)度醇票。”曹林表示淆膏，“增材制造具備‘貼近用戶’（定制化速郑、本地化生產(chǎn)和交付）的潛能，可在一定程度上改變現(xiàn)有的生產(chǎn)肴士、倉(cāng)儲(chǔ)和物流方式溃皮，相信隨著技術(shù)進(jìn)步，增材制造技術(shù)的應(yīng)用有望進(jìn)一步簡(jiǎn)化供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)丸臀，提高產(chǎn)品售后服務(wù)的響應(yīng)速度熬皮。”

當(dāng)然，作為一項(xiàng)正在發(fā)展中的制造技術(shù)幽七，增材制造的成熟度還遠(yuǎn)不能同金屬切削景殷、鑄、鍛澡屡、焊猿挚、粉末冶金等制造技術(shù)相比。胡可一認(rèn)為驶鹉，要實(shí)現(xiàn)增材制造技術(shù)在船舶領(lǐng)域的規(guī)模應(yīng)用绩蜻，未來在共性應(yīng)用方面需要解決4個(gè)問題：一是材料特性要適應(yīng)增材制造的特點(diǎn)，如要保證材料固化后強(qiáng)度的均勻性和形狀的保持性等室埋；二是純?cè)霾闹圃斓男螤罹缺ＷC問題办绝；三是規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)制造過程中材料和性能不均勻性的接受程度和檢驗(yàn)手段問題；四是智能化的增材制造設(shè)備的開發(fā)和研制問題词顾，未來應(yīng)研制專用型還是泛用型設(shè)備八秃？“在船舶增材制造的個(gè)性應(yīng)用方面還需要解決以下幾個(gè)問題：一是船體結(jié)構(gòu)形式問題，船舶存在不少薄殼框架結(jié)構(gòu)肉盹，有很多封閉空間昔驱，增材制造如何實(shí)現(xiàn)？二是船體結(jié)構(gòu)材料問題纺榨，目前來看榄湿，鋼板材料并不適合，而復(fù)合材料存在成本和強(qiáng)度方面的短板彰怒。三是增材制造設(shè)備的尺度問題宛扒，如果增材制造一個(gè)超大零件，那制造設(shè)備豈不會(huì)像一臺(tái)龍門吊那么大凶健？治队！四是船舶規(guī)范問題，船舶工業(yè)應(yīng)用增材制造技術(shù)添祈，必須遵守一定的測(cè)試和評(píng)價(jià)規(guī)范鼻肉，船廠要進(jìn)行很多驗(yàn)證試驗(yàn)和計(jì)算，還要被船東接受恒猴，會(huì)產(chǎn)生時(shí)間荡拌、資金方面的成本和風(fēng)險(xiǎn)∷吣福”胡可一說窿猿。

目前，增材制造更多還是作為傳統(tǒng)制造方式的補(bǔ)充常侣，主要應(yīng)用于“加工難蜡饵、成本高弹渔、批量小”的產(chǎn)品或部件。曹林認(rèn)為验残，增材制造技術(shù)未來能否規(guī)睦谈剑化應(yīng)用主要取決于兩個(gè)方面，一方面您没，是增材制造技術(shù)本身的發(fā)展鸟召，即能否按要求制造出合格的產(chǎn)品，目前氨鹏，若要完全滿足船舶工業(yè)需求欧募，增材制造需要逐步突破從材料、工藝仆抵、軟件跟继、核心器件到裝備的諸多關(guān)鍵技術(shù)；另一方面镣丑，增材制造與傳統(tǒng)生產(chǎn)模式在成本方面的比較舔糖，這一成本不僅包括生產(chǎn)設(shè)備和物料的一次性投入，還包括覆蓋研發(fā)漂岔、生產(chǎn)脊直、維修保障等多要素的綜合比較。

業(yè)內(nèi)專家表示辰想，隨著技術(shù)的進(jìn)步以及國(guó)家鼓勵(lì)政策的相繼推出辖醒，增材制造技術(shù)在船舶領(lǐng)域規(guī)模化應(yīng)用的條件將日益成熟远驹，增材制造技術(shù)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈也將日益完善梧部，并最終推動(dòng)我國(guó)船舶工業(yè)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。

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