Caracol推出大尺寸增材制造平台，扩展3D打印在海洋及海事应用

导读：从空中到陆地，再到海上，增材制造（AM）正在帮助改变各种旅行和运输方式。众所周知，航空航天和汽车行业已经开始广泛使用增材制造技术来加速新型、高性能零件的开发和设计，这在业内已经非常普遍。诚然，海洋和海事行业对增材制造技术的应用扩展速度较慢，但由于一些具有前瞻性的海事参与者和增材制造公司，我们现在看到了该技术在海洋领域的巨大变革作用。

2023年4月11日，南极熊获悉，意大利增材制造专家Caracol就是这样一家具有前瞻性的公司，一直以来，该公司都致力于利用其大尺寸3D打印技术帮助开拓海洋3D打印应用。Caracol公司所开发的大尺寸Heron AM系统其能够为包括超级游艇在内的水上船只创造更高效、可持续和定制的结构。

增材制造的船舶泊位

近年来，人们对将增材制造用于海事和海洋应用的兴趣越来越大。在海事的工业方面，主要的参与者正在探索和使用该技术来生产备件和结构维修。在这种情况下，增材制造可以加速大型船舶的维护，并最大限度地减少停工时间，使物流更加顺畅。

在海洋领域--包括帆船、赛艇和游艇--也在热情地采用3D打印技术。在这一领域，我们已经看到了几个例子，例如：增材制造被用来生产游艇结构的大型模具，以及直接生产轻质赛艇部件和定制游艇部件，包括大型上层建筑。

有趣的是，增材制造与船舶行业的其他一些趋势完全吻合，如碳纤维增强聚合物（CFRP）的使用，对更多可持续材料的探索，以及更高效能源系统的使用，如氢燃料电池。所有这些趋势都在推动该行业在其生产更快、更高性能的水车以及建立更大的可持续性的使命方面取得进展。

LFAM技术的强大制造能力

毫无疑问，大尺寸增材制造（LFAM）对海洋增材制造应用的发展至关重要，甚至比任何其他3D打印技术都要重要。船只，即使是小船，也需要大尺寸的结构和部件，所以大尺寸打印的能力是关键。除了其庞大的规模外，LFAM在船舶领域还有其他一些好处，例如：

• LFAM允许生产更复杂的部件，这些部件的重量和性能都得到了优化；
• 作为一个灵活的生产过程，LFAM可以在可扩展的、具有成本效益的基础上进行部件定制；
• 大型组件可以合并成单件零件，减少后处理和装配步骤的数量；
• LFAM通过直接打印部件和消除对昂贵的工具或模具的需求来加速生产计划；
• LFAM与各种耐用的、可用于航海的材料兼容，包括更多的可持续材料，如玻璃纤维加固的再生聚丙烯。
  

由于这些原因，LFAM已被用于一系列船舶应用，包括生产优化了重量和速度的赛艇部件、复合材料船体（或船体模具），以及为更好地满足客户愿望而设计的定制豪华游艇结构。由于生产的小批量性质，该技术特别适合于这些领域。

在LFAM技术中，Caracol的Heron AM平台已经脱颖而出。LFAM解决方案完全由Caracol团队内部开发，它是利用一个装有紧凑型挤出机的6轴机械臂完成打印。该系统使用聚合物或复合材料颗粒材料，能够精确、快速地沉积材料，以构建大规模的结构。值得注意的是，Heron AM系统本身是可定制的，可以进行配置以满足一系列不同的项目要求和车间环境。

Caracol公司的Heron AM平台及其高强度的打印原材料，包括回收的PP和ABS + CF或GF，已被证明是制造海洋应用构件的成功组合。迄今为止，该技术已被用于生产大型船舶部件，包括为一些国际企业以及一级和二级原始设备制造商生产船舶工具、原型和最终使用的上部结构。

Heron AM将交货时间缩短了50%。

Caracol特别关注游艇行业，该行业已从LFAM提供的更大的设计自由度、定制化、燃料效率、更快的交货时间和成本优化中受益。游艇和超级游艇制造商服务于优先考虑定制设计的豪华市场，因此增材制造技术确实是一种完美的选择。有了它，豪华船舶可以更容易地配备独一无二的配件和上层建筑，以满足客户的独特需求并提高游艇性能。

△Heron AM用于制备船用进气格栅

以下来自Caracol的案例研究完美地说明了其Heron AM LFAM解决方案为游艇制造商带来的机遇和利益。通过与国际造船商合作，Caracol帮助提供了轻量级的3D打印进气栅格，其生产进度比使用传统制造方法要快得多。

△完成胶衣保护后的进气栅格细节

进气栅格的特点是相当复杂的设计，它整合了非平面的几何形状，以特定的方式控制空气流动。通常情况下，这些游艇部件是使用手工制作的层压方法，这需要模具，以及玻璃纤维或金属板的加工过程，如激光切割、弯曲和加工。这是一个多步骤的过程，可能需要长达10周的准备时间才能交付最终产品。

△Heron AM 打印海洋进气栅格的特写

上层建筑设计的复杂性以及传统生产方法的局限性，使进气栅格成为LFAM--尤其是Caracol的Heron AM解决方案的理想用例。这是因为该公司的机器人LFAM系统能够以各种角度（包括45°）进行打印，并且能够轻松地生产复杂的中空结构。

一种值得信赖的技术

随着像Caracol这样的LFAM专家与海事和船舶行业的客户密切合作，毫无疑问，我们将开始看到更多的3D打印技术被采用，并最终实现船舶的规模化生产，无论是赛车、游船还是超级游艇。