盤點：那些經典的3D打印造船成功項目，諾亞方舟快成現實了

盤點：那些經典的3D打印造船成功項目，諾亞方舟快成現實了

【匠領導讀】：《國際船舶》(Boat International)的出版物《未來游艇》（Futureyachts）上刊發的一篇文章，談到了3D打印游艇的問題。整個超級游艇都可以用3D技術打印，包括內飾。與傳統建造技術相比，用3D技術打印有一個優勢：減少浪費。“增量制造（Additive Manufacturing）改變了游戲規則。”馬歇爾說，“在不久的將來，我們可以用增量制造方式制造超級游艇，使用的原材料明顯減少，碳排放也會減少。” “一般來講，在船塢內造船會浪費15-20%的原材料。”有了3D打印技術，只會浪費2%，這樣就可以節省大量的原材料，節省大量的人力。

1、3D威利電動船骨架

UNIST機械、航天和核工程學院的金南洙教授最近開發了一艘名為“3D威利”的3D印刷電動船。配備了輕型電池組的3DWilly已經在Gamak池塘成功發射并測試驅動。

這項創新在烏爾桑大學舉行的3D印刷技術節上展出。這次展覽由烏爾森市主辦，并由烏爾森信息產業促進機構贊助，它為3D印刷業提供了各種吸引人的地方。

3DWilly在UNIST的Gamak池塘已經成功發射并測試驅動。

金教授說：“為了在犀牛之后尋找新的3D印刷作品，我突然想到了一條船。我們希望3D Willy能夠引起造船業和3D打印業的不同人士的注意。”

2、全電動豪華游艇從結構到內飾

Hinckley作為美國著名的游艇制造商，延續美國定制造船廠的創新傳統，推出了世界首款“全電動豪華游艇”Dasher，Dasher長約28英尺，完美的將全電動，輕型復合結構材質和3D打印技術結合與一身。

作為該公司的最新產品，Dasher的原型來自于1994年首次亮相的一艘游船，而改進后Dasher主打綠色環保功能，游艇完全由電力驅動，內置兩臺零排放，80馬力的電動馬達可以為游艇提供33-50km/h的快速巡航速度，同時內置緊湊防水的寶馬i3鋰離子電池，充滿電的情況下單次航行距離為16公里，而游輪可以在不到四小時的時間內充滿電。

在材質上，Dasher采用了一種叫做過碳環氧樹脂的復合材料，碳桁架，裝飾，最小化現代造型和3D印刷鈦硬件實現了超輕質結構。甲板可能看起來像柚木，但Dasher手繪手工柚木甲板可以顯著的減輕船體重量。其中，3D打印是該游艇的另一大創新，這項技術被用來制作船內的一些硬件和控制臺細節，可以實現普通制作中無法達到的精度水平。同時船長的控制臺具有伸縮式屏幕和LED觸摸屏，便于導航。

Dasher安裝了多個3D打印的金屬零件，以優化自身功能和風格，據介紹，用3D打印能“實現傳統制造技術無法實現的形狀和精度水平”。Dasher船身由環氧樹脂復合材料制成，最高速度能達到27英里/小時，正常航行速度為10英里/小時。

3、批量交通應急無人船

3D打印船隊正在逐個進行3D打印中，這些船只可以在“水資源豐富的城市”進行操作。

在未來，研究人員還設想，這些無人駕駛的船可以適應一夜之間執行城市服務，而不是在繁忙的白天進行，進一步減少道路和運河的擁堵。

3D打印無人船

研究人員之一，丹尼拉羅斯說：“計劃是將白天通常發生的一些基礎設施服務，如交付，垃圾管理和廢物管理等轉移到使用一隊自動化小船的夜間作業中。 科學家們設計了一系列3D打印的無人駕駛船只，可以運送貨物和人員，幫助清理阿姆斯特丹，曼谷和威尼斯等水路富饒的城市的道路擁堵，運河沿著熙熙攘攘的街道和橋梁行駛。

無人船提供高水平的操縱性和精確控制。它們可以使用低成本3D打印機使用耐磨塑料材料制造，從而使批量制造更加可行。船體長4米乘2米的長方形船將配備傳感器，微控制器，位置跟蹤器和其他硬件。它們可以被編程為在幾小時內自組裝成浮橋，音樂會舞臺，食品市場平臺和其他結構。科學家們說：“再次，通常在陸地上發生的一些活動，對城市的移動造成干擾，可以暫時在水上進行。”這些船還可以配備環境傳感器來監測城市的水質，并了解城市和人類的健康狀況。

為了制造這些船，研究人員用商用打印機3D打印了一個矩形船體，生產了16個拼接在一起的獨立部分。打印花了大約60個小時。然后通過粘合幾層復合層壓材料將完成的船體密封。集成到船體上的是電源，Wi-Fi天線，GPS以及小型計算機和微控制器。為了進行精確定位，研究人員將室內超聲波信標系統和GPS模塊（允許進行厘米級定位）以及慣性測量單元模塊（其監測船的偏航角速度和角速度等參數）結合起來。

4、船級社認可的3D打印船用螺旋槳！

在法國初級社（Bureau Veritas）的審核下，經過嚴格縝密的測試，荷蘭達門造船集團（Dutch Damen Shipyards Group）日期推出它的3D打印船舶螺旋槳--WAAMpeller。

這在海事領域使用3D打印技術上向前跨進重大的一步！

該項目啟動于7個月以前，是RAMLAB、Promarin、Autodesk、Bureau Veritas以及Damen船廠共同合作的成果。其中，Promarin提供了這個三葉螺旋槳的設計；位于鹿特丹港的加工實驗室RAMLAB工場執行絲弧構造添裝工序；來自Autodesk的專家為以上工藝提供了軟件、機器人和加工作業的專業技術支持。

而Damen船廠在提供一艘“Stan Tug 1606”型拖輪的基礎上，還提供了諸多研發資源。

5、MIT 3D打印自駕船

麻省理工學院(MIT)的計算機科學與人工智能實驗室(CSAIL)與都市研究與計畫系(DUPS)所屬的可感城市實驗室(Senseable City Lab)，合作設計出一款可利用3D打印打造的自駕船，可望在未來作為載運乘客與遞送貨物的交通工具。

據報導，MIT所設計的3D打印自駕船采矩形設計，長4公尺，寬2公尺，打印時間約需花費60小時。自駕船配備了電源供應器、Wi-Fi、GPS與微控制器，船體除了可側向移動外，也可依附在其它船只上。

研究團隊設計3D打印自駕船的最終目的，是希望自駕船隊能透過編程自行組合成更大的結構，象是浮式船塢或是演唱會舞臺等。MIT表示也可在船上加裝器材，監控城市的水質。

3D打印自駕船也是MIT可感城市實驗室與阿姆斯特丹先進大都會解決方案機構(AMS)雙方「Roboat」合作計畫的一部份。3D打印自駕船原型已在2016年，于阿姆斯特丹運河系統進行測試，并為城市水道利用研究提供了第一手資料。

船只側面裝有四個對稱分布的推進器，可以精確改變船體的運動方向.NMPC算法的應用使船體可以精準迅速的確定方向和位置。并操控船只的運行路線。此外該船還配備了水質檢測傳感器件，可以實時檢測水質情況，可以作為城市河道的水質監測船。該船可通過編程組合成河面橋梁，或者舞臺。未來，該船只主要解決抗波浪等 情況。

研究團隊表示，他們接下來的計畫，便是要研發出可讓自駕船適應不同水流與條件的控制器。

6、3D打印水泥輕舟

來自蘇黎世聯邦理工學院 (ETH Zurich）的一個團隊憑借其3D打印船只在第26屆水泥輕舟賽（水泥輕舟賽是在高校學生團體之間進行的水泥輕舟設計、制作和競速的綜合賽事。水泥輕舟是用水泥制作的類似皮劃艇的小船。）中獲得設計創新第一名的殊榮。

據悉，第26屆水泥輕舟賽，有1000多人參加了該項比賽。而ETH Zurich極具創新性的采用3D打印建筑模板的獨木舟，已經連續三年獲得設計創新一等獎。

這個名為SkelETHon的水泥輕舟是蘇黎世聯邦理工學院，數字建筑技術（DBT）和建筑材料物理化學（PCBM）集團合作的成果。DBT提供了計算設計和數字制作的專業知識，而PCBM集團負責開發用于制造船體結構的水泥混合料和基于施工的工藝。

SkelETHon水泥輕舟重達114千克，該長四米的船只采用了多種制作技術制作而成。對于設計而言，DBT提供了自由模板軟件來制作輕舟錯綜復雜的設計和結構。

為了制作這只水泥輕舟，ETH團隊首先3D打印出一個亞毫米級的薄塑料模板，然后采用超高性能的纖維增強混泥土材料鑄造。這種鋼筋增強混凝土幾乎是各向同性的均值材料。該船只骨架重約4千克，并且具有高分辨率的表面紋理，其精度達0.5毫米。

ETH解釋說，這種紋理旨在增加模板和外皮之間的接觸面積。骨架模板本身被設計為使用拓撲和形狀優化算法來減少輕舟設計所需的材料并將其重新分布在骨架狀結構中，以便保持輕舟的最大韌性。船的外層涂覆了3mm厚防水混凝土以防止船只浸水。