盘点：那些经典的3D打印造船成功项目，诺亚方舟快成现实了

盘点：那些经典的3D打印造船成功项目，诺亚方舟快成现实了

【匠领导读】：《国际船舶》(Boat International)的出版物《未来游艇》（Futureyachts）上刊发的一篇文章，谈到了3D打印游艇的问题。整个超级游艇都可以用3D技术打印，包括内饰。与传统建造技术相比，用3D技术打印有一个优势：减少浪费。“增量制造（Additive Manufacturing）改变了游戏规则。”马歇尔说，“在不久的将来，我们可以用增量制造方式制造超级游艇，使用的原材料明显减少，碳排放也会减少。” “一般来讲，在船坞内造船会浪费15-20%的原材料。”有了3D打印技术，只会浪费2%，这样就可以节省大量的原材料，节省大量的人力。

1、3D威利电动船骨架

UNIST机械、航天和核工程学院的金南洙教授最近开发了一艘名为“3D威利”的3D印刷电动船。配备了轻型电池组的3DWilly已经在Gamak池塘成功发射并测试驱动。

这项创新在乌尔桑大学举行的3D印刷技术节上展出。这次展览由乌尔森市主办，并由乌尔森信息产业促进机构赞助，它为3D印刷业提供了各种吸引人的地方。

3DWilly在UNIST的Gamak池塘已经成功发射并测试驱动。

金教授说：“为了在犀牛之后寻找新的3D印刷作品，我突然想到了一条船。我们希望3D Willy能够引起造船业和3D打印业的不同人士的注意。”

2、全电动豪华游艇从结构到内饰

Hinckley作为美国著名的游艇制造商，延续美国定制造船厂的创新传统，推出了世界首款“全电动豪华游艇”Dasher，Dasher长约28英尺，完美的将全电动，轻型复合结构材质和3D打印技术结合与一身。

作为该公司的最新产品，Dasher的原型来自于1994年首次亮相的一艘游船，而改进后Dasher主打绿色环保功能，游艇完全由电力驱动，内置两台零排放，80马力的电动马达可以为游艇提供33-50km/h的快速巡航速度，同时内置紧凑防水的宝马i3锂离子电池，充满电的情况下单次航行距离为16公里，而游轮可以在不到四小时的时间内充满电。

在材质上，Dasher采用了一种叫做过碳环氧树脂的复合材料，碳桁架，装饰，最小化现代造型和3D印刷钛硬件实现了超轻质结构。甲板可能看起来像柚木，但Dasher手绘手工柚木甲板可以显着的减轻船体重量。其中，3D打印是该游艇的另一大创新，这项技术被用来制作船内的一些硬件和控制台细节，可以实现普通制作中无法达到的精度水平。同时船长的控制台具有伸缩式屏幕和LED触摸屏，便于导航。

Dasher安装了多个3D打印的金属零件，以优化自身功能和风格，据介绍，用3D打印能“实现传统制造技术无法实现的形状和精度水平”。Dasher船身由环氧树脂复合材料制成，最高速度能达到27英里/小时，正常航行速度为10英里/小时。

3、批量交通应急无人船

3D打印船队正在逐个进行3D打印中，这些船只可以在“水资源丰富的城市”进行操作。

在未来，研究人员还设想，这些无人驾驶的船可以适应一夜之间执行城市服务，而不是在繁忙的白天进行，进一步减少道路和运河的拥堵。

3D打印无人船

研究人员之一，丹尼拉罗斯说：“计划是将白天通常发生的一些基础设施服务，如交付，垃圾管理和废物管理等转移到使用一队自动化小船的夜间作业中。 科学家们设计了一系列3D打印的无人驾驶船只，可以运送货物和人员，帮助清理阿姆斯特丹，曼谷和威尼斯等水路富饶的城市的道路拥堵，运河沿着熙熙攘攘的街道和桥梁行驶。

无人船提供高水平的操纵性和精确控制。它们可以使用低成本3D打印机使用耐磨塑料材料制造，从而使批量制造更加可行。船体长4米乘2米的长方形船将配备传感器，微控制器，位置跟踪器和其他硬件。它们可以被编程为在几小时内自组装成浮桥，音乐会舞台，食品市场平台和其他结构。科学家们说：“再次，通常在陆地上发生的一些活动，对城市的移动造成干扰，可以暂时在水上进行。”这些船还可以配备环境传感器来监测城市的水质，并了解城市和人类的健康状况。

为了制造这些船，研究人员用商用打印机3D打印了一个矩形船体，生产了16个拼接在一起的独立部分。打印花了大约60个小时。然后通过粘合几层复合层压材料将完成的船体密封。集成到船体上的是电源，Wi-Fi天线，GPS以及小型计算机和微控制器。为了进行精确定位，研究人员将室内超声波信标系统和GPS模块（允许进行厘米级定位）以及惯性测量单元模块（其监测船的偏航角速度和角速度等参数）结合起来。

4、船级社认可的3D打印船用螺旋桨！

在法国初级社（Bureau Veritas）的审核下，经过严格缜密的测试，荷兰达门造船集团（Dutch Damen Shipyards Group）日期推出它的3D打印船舶螺旋桨--WAAMpeller。

这在海事领域使用3D打印技术上向前跨进重大的一步！

该项目启动于7个月以前，是RAMLAB、Promarin、Autodesk、Bureau Veritas以及Damen船厂共同合作的成果。其中，Promarin提供了这个三叶螺旋桨的设计；位于鹿特丹港的加工实验室RAMLAB工场执行丝弧构造添装工序；来自Autodesk的专家为以上工艺提供了软件、机器人和加工作业的专业技术支持。

而Damen船厂在提供一艘“Stan Tug 1606”型拖轮的基础上，还提供了诸多研发资源。

5、MIT 3D打印自驾船

麻省理工学院(MIT)的计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)与都市研究与计画系(DUPS)所属的可感城市实验室(Senseable City Lab)，合作设计出一款可利用3D打印打造的自驾船，可望在未来作为载运乘客与递送货物的交通工具。

据报导，MIT所设计的3D打印自驾船采矩形设计，长4公尺，宽2公尺，打印时间约需花费60小时。自驾船配备了电源供应器、Wi-Fi、GPS与微控制器，船体除了可侧向移动外，也可依附在其它船只上。

研究团队设计3D打印自驾船的最终目的，是希望自驾船队能透过编程自行组合成更大的结构，象是浮式船坞或是演唱会舞台等。MIT表示也可在船上加装器材，监控城市的水质。

3D打印自驾船也是MIT可感城市实验室与阿姆斯特丹先进大都会解决方案机构(AMS)双方「Roboat」合作计画的一部份。3D打印自驾船原型已在2016年，于阿姆斯特丹运河系统进行测试，并为城市水道利用研究提供了第一手资料。

船只侧面装有四个对称分布的推进器，可以精确改变船体的运动方向.NMPC算法的应用使船体可以精准迅速的确定方向和位置。并操控船只的运行路线。此外该船还配备了水质检测传感器件，可以实时检测水质情况，可以作为城市河道的水质监测船。该船可通过编程组合成河面桥梁，或者舞台。未来，该船只主要解决抗波浪等 情况。

研究团队表示，他们接下来的计画，便是要研发出可让自驾船适应不同水流与条件的控制器。

6、3D打印水泥轻舟

来自苏黎世联邦理工学院 (ETH Zurich）的一个团队凭借其3D打印船只在第26届水泥轻舟赛（水泥轻舟赛是在高校学生团体之间进行的水泥轻舟设计、制作和竞速的综合赛事。水泥轻舟是用水泥制作的类似皮划艇的小船。）中获得设计创新第一名的殊荣。

据悉，第26届水泥轻舟赛，有1000多人参加了该项比赛。而ETH Zurich极具创新性的采用3D打印建筑模板的独木舟，已经连续三年获得设计创新一等奖。

这个名为SkelETHon的水泥轻舟是苏黎世联邦理工学院，数字建筑技术（DBT）和建筑材料物理化学（PCBM）集团合作的成果。DBT提供了计算设计和数字制作的专业知识，而PCBM集团负责开发用于制造船体结构的水泥混合料和基于施工的工艺。

SkelETHon水泥轻舟重达114千克，该长四米的船只采用了多种制作技术制作而成。对于设计而言，DBT提供了自由模板软件来制作轻舟错综复杂的设计和结构。

为了制作这只水泥轻舟，ETH团队首先3D打印出一个亚毫米级的薄塑料模板，然后采用超高性能的纤维增强混泥土材料铸造。这种钢筋增强混凝土几乎是各向同性的均值材料。该船只骨架重约4千克，并且具有高分辨率的表面纹理，其精度达0.5毫米。

ETH解释说，这种纹理旨在增加模板和外皮之间的接触面积。骨架模板本身被设计为使用拓扑和形状优化算法来减少轻舟设计所需的材料并将其重新分布在骨架状结构中，以便保持轻舟的最大韧性。船的外层涂覆了3mm厚防水混凝土以防止船只浸水。