向着星辰大海3D打印船舶“扬帆远航”
- 来源：智能制造网
- 编辑：今夕何夕
- 2020/12/9 10:19:59
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智能制造网讯 3D打印产业发展火热，从国家创新中心建设就可以得到验证。2016年，国家增材制造创新中心开始建设，2020年1月份经过了能力的验收，可以提供面向各行业产品开发的解决方案，同时进行了关键器件和软件平台的研发，研发中试的平台、公共测试的平台、工程技术服务的平台能力，昭示出3D打印平台建设所具备的作用。
根据CCID公布的数据显示，2019年，中国3D打印应用服务产业结构中，工业领域应用服务产业规模29.23亿元，占比达到64%;消费领域应用服务产业规模16.44亿元，占比36%。船舶工业作为传统工业的一大组成部分，近年来也开始接受3D打印的影响。
早在2017年3月，国内首艘3D打印1米级帆船亮相2017上海青少年航模锦标赛，引发了行业人士的热烈讨论。2019年10月，一艘长7.6米、重2268公斤的3D打印船在美国缅因大学(University of Maine)一个实验室公开亮相，这是大型3D打印机，也是多年以来体积大的3D打印船和3D打印物，显示3D打印技术应用于模型和原型样机制作的前景。
今年11月初，荷兰莱顿大学的物理学家利用3D打印技术打印出了世界上小的船只，船长只有30微米，仅比细菌细胞大6倍。研究人员使用扫描电子显微镜拍摄这艘船，展示其有一个开放的船舱、一个烟囱，甚至还有小舷窗。尤其令人印象深刻的是，整个模型的厚度只有人类头发丝直径的三分之一。该项目的研究人员表示，未来希望将其应用于人体内精准靶向的药物输送。
3D打印仅使用建造船舶所必需的材料数量，而不会产生多余的废料。相比于早期的传统制造方法，造船的成本将近一步降低，从而间接减少人工成本，缩短建造周期。与传统制造方法相比，3D打印生产的零件重量更轻。这就意味着船体能够在保证足够的强度时速度能够变得更快，获得更好的平衡性，降低船体过重、行驶不稳带来的潜在风险。
从材料角度来看，船舶海工与航空航天对新材料的需求都具有高速、节能、远航程、轻量化的特点，海洋环境突出问题是腐蚀，而高性能工程塑料及树脂基复合材料具备突出优势：比重轻、耐腐蚀性能优异。未来，随着3D打印在船舶领域应用程度的不断深入，高性能工程塑料及树脂基复合材料研发、升级的周期有望进一步缩短。
那么，传统的制造工艺与增材制造方式到底有何区别呢？概括来讲，传统的减材制造工艺是指利用已有的几何模型工件，用工具将材料逐步切削、打磨、雕刻，终成为所需的零件。反观3D打印，又称增材制造，是借助于3D打印设备，对数字三维模型进行分层处理，将金属粉末、热塑性材料、树脂等特殊材料一层一层地不断堆积黏结，终叠加形成一个三维整体。
有业内人士指出，多品种、小批量生产模式，可以用来修复再制造。像很多的冶金机械、矿山机械，在零件上喷涂一层性能更高的合金，恢复它原来的精度，用很少的代价就可以把贵重的设备全部修复，甚至比新品的性能还能够有所提高。也包括很多年前的设备，一个零件损坏了，没有供应商了，用3D打印可以直接来修复。
可以预见的是，随着经济快速发展和人们生活水平逐步提高，消费者将越来越追求个性化需求，3D打印将与机器人、自动化设备、智能互联系统等技术一起，提高制造业生产线的柔性化程度，以更低成本生产定制产品，由此推动传统制造方式向着个性化、精准化方向转变。
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