世界首艘玻纤3D打印船是如何造出来的？

本月初，科技创业公司Moi Composites的全球第一艘真正的3D打印玻璃纤维艇Mambo 在2020年热那亚游艇展上首次亮相，引起了人们的关注。

Mambo是意大利初创科技公司Moi Composites的一个项目，打印过程被称为连续纤维制造(CFM)技术，它由一个数字化的三维模型开始，然后由机器“打印”出来，这些机器将连续的纤维浸渍在热固性树脂中。这艘船像倒置三轮车，灵感来自Renato'Sonny'Levi设计的Arcidiavolo赛艇。3D打印的玻璃纤维材料还使船体坚固，耐用且轻巧，而机器人工艺可实现打印尺寸的可扩展性以及成本效益。

Moi Composites首席执行官兼联合创始人Gabriele Natale说：“我们在2017年参加了Genoa游艇展，正是在这次活动中，我们提出了制作3D打印船的想法，然后将其变为现实，3D打印船今天来到了海边。我们的3D打印船，增强了定制的概念，从船主的心目中创造和定制了独一无二的设计，让每个人都有机会以自己的方式了解和体验大海。”

MAMBO船漆成鲷鱼色的蓝色

MAMBO采用Moi专有工艺的专利连续纤维制造(CFM)技术制成，该技术获得了2017年JEC创新奖，该技术结合了连续纤维热固性复合材料的高性能以及增材制造工艺的潜力和优势。

CFM技术使用连续纤维(在本例中为玻璃纤维)，它们遵循智能规划软件算法生成的刀具路径，以受控的方式从库卡机器人机器的头部沉积。这允许从数字CAD文件开始创建三维纤维增强的物体，该物体具有与单向玻璃纤维相同的机械特性，而无需使用额外的设备或模具，并且材料浪费更少。这样，不仅可以获得原型，而且可以获得真实的和功能性的对象，例如MAMBO。

MAMBO跨度为6.5米x 2.5米，采用连续

玻璃纤维热固性材料打印

制作MAMBO

该项目由Moi Composites牵头，汇集了来自自动化，复合材料和航海行业的专家，包括Autodesk，Catmarine，Confindustria Nautica，Mercury Marine，MICAD，Osculati和Owen's Corning。

3D打印船的跨度为6.5米x2.5米，重约800公斤，并配有导航系统和115 cv发动机。MAMBO的船体以Sonny Levi著名的Arcidiavolo设计为基础，形成了倒三角形。

利用CFM工艺，使用Moi米兰总部的两台KUKA Quantec高精度机器人和英国伯明翰的Autodesk先进制造工厂(AMF)对船的各个部分进行3D打印。这些机器人将沉积的纤维连续注入热固性树脂中，从而形成纤维增强部件，其机械特性与单向玻璃纤维相似。打印后，将零件连接在一起并层压在一起，以制成一件式的三明治结构。

总体而言，设计和打印过程持续了两个月。自成立以来，MAMBO曾获得摩纳哥游艇集团董事会颁发的特别游艇奖，并获得了2020年马克挑战赛观众选择奖。

6.5米长的机动船，最大波束2.5米，由Y形船体建造，灵感来自历史悠久的Sonny Levi的Arcidiavolo。在此基础上构建了具有有机和不对称形状的单壳结构，适应了功能和设计思想，使其没有传统技术(吃水角度，底切，船体和甲板划分等)制成的船的约束。船体的上部有机地变成了船上的其他部件：船的对称顶端变了，一半变成了控制台，另一半变成了坡道，将用户带到甲板上，在那里有一个水滴形的沙发，沙发可以用作驾驶座和休闲沙发。

MAMBO由两个相距1500 km的机器人对各个单向玻璃纤维部分进行3D打印。一个位于米兰，位于Moi Composites的运营总部，另一个位于英国伯明翰的Autodesk先进制造工厂中，在增材制造中充分利用了生产离域化的优势。3D打印完成后，将零件连接和层压在一起，一次性地使这艘具有挑战性的船具有了生命。

将每个单独的部分层压在具有PVC芯，聚酯树脂和玻璃纤维织物的三层板中，形成镀层和增强结构的分层，然后将它们连接在一起。生产过程通过外表面的美学装饰完成，然后组装必要的船用设备/配件。MAMBO不仅构成了用连续纤维复合材料完全3D打印的船艇的示例，而且还将成为计划投入运行的此类船的第一个对象。它将配备舷外发动机，并于2020年7月启动，以展示该技术如何准备为市场生产物品，而不仅仅是展示原型。

使用两个KUKA Quantec高精度机器人打印了MAMBO的零件

为了开创这个雄心勃勃的项目，Moi得到了软件公司Autodesk的支持，该公司提供了用于实现船体三维图的工具以及位于英国的机器人。

Catmarine是一家专门从事双体船建造的船厂，凭借其丰富的经验，已将数字化生产的各个部分转变为成品船。

Micad，一个航海设计工作室，活跃于研究和技术创新领域，挑战了对Mambo复杂结构进行工程设计的挑战。

最后一点是，欧文斯科宁(Owens Corning)提供了玻璃纤维增强材料，意大利的一家航海部件公司Osculati提供了能够适应整个船体曲线和设计的配件。

增材制造在海洋领域的应用

3D打印在海洋、海事和舰艇领域内的应用规模越来越大，在过去几年中也得到了大量投资。

2018年，商业发展服务机构缅因技术研究所(MTI)向缅因大学先进结构和复合材料中心支持了50万美元，使研究人员能够探索低成本3D打印大尺寸船舶结构的方法。一年后，中心获得了世界最大的聚合物3D打印机原型、最大的固体3D打印物体和最大的3D打印船三项吉尼斯世界纪录。

麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)开发出了可3D打印的自主船队，而新加坡国家增材制造创新集群(NAMIC)和海事港务局(MPA)签署了一份谅解备忘录，合作推进海事领域制造业的数字化和进步，特别是3D打印。不久之后，蒂森克虏伯海洋系统公司和新加坡国防科技署也签署了一份谅解备忘录，探索海军应用的增材制造和数据分析。

最近，国防部海军研究公司Navatek和缅因大学被海军研究办公室(ONR)授予500万美元的合同，以推进3D打印材料和制造工艺，用于海军陆战队船只的建造和优化。

根据船艇资讯、Moi、玻纤情报网等编辑整理