本月初，科技創業公司Moi Composites的全球第一艘真正的3D打印玻璃纖維艇Mambo 在2020年熱那亞遊艇展上首次亮相，引起了人們的關注。
Mambo是意大利初創科技公司Moi Composites的一個項目，打印過程被稱爲連續纖維制造(CFM)技術，它由一個數字化的三維模型開始，然後由機器“打印”出來，這些機器將連續的纖維浸漬在熱固性樹脂中。這艘船像倒置三輪車，靈感來自Renato’Sonny’Levi設計的Arcidiavolo賽艇。3D打印的玻璃纖維材料還使船體堅固，耐用且輕巧，而機器人工藝可實現打印尺寸的可擴展性以及成本效益。
Moi Composites首席執行官兼聯合創始人Gabriele Natale說：“我們在2017年參加了Genoa遊艇展，正是在這次活動中，我們提出了制作3D打印船的想法，然後將其變爲現實，3D打印船今天來到了海邊。我們的3D打印船，增強了定制的概念，從船主的心目中創造和定制了獨一無二的設計，讓每個人都有機會以自己的方式了解和體驗大海。”
MAMBO船漆成鲷魚色的藍色
MAMBO采用Moi專有工藝的專利連續纖維制造(CFM)技術制成，該技術獲得了2017年JEC創新獎，該技術結合了連續纖維熱固性複合材料的高性能以及增材制造工藝的潛力和優勢。
CFM技術使用連續纖維(在本例中爲玻璃纖維)，它們遵循智能規劃軟件算法生成的刀具路徑，以受控的方式從庫卡機器人機器的頭部沉積。這允許從數字CAD文件開始創建三維纖維增強的物體，該物體具有與單向玻璃纖維相同的機械特性，而無需使用額外的設備或模具，並且材料浪費更少。這樣，不僅可以獲得原型，而且可以獲得真實的和功能性的對象，例如MAMBO。
MAMBO跨度爲6.5米x 2.5米，采用連續
玻璃纖維熱固性材料打印
制作MAMBO
該項目由Moi Composites牽頭，彙集了來自自動化，複合材料和航海行業的專家，包括Autodesk，Catmarine，Confindustria Nautica，Mercury Marine，MICAD，Osculati和Owen’s Corning。
3D打印船的跨度爲6.5米x2.5米，重約800公斤，並配有導航系統和115 cv發動機。MAMBO的船體以Sonny Levi著名的Arcidiavolo設計爲基礎，形成了倒三角形。
利用CFM工藝，使用Moi米蘭總部的兩台KUKA Quantec高精度機器人和英國伯明翰的Autodesk先進制造工廠(AMF)對船的各個部分進行3D打印。這些機器人將沉積的纖維連續注入熱固性樹脂中，從而形成纖維增強部件，其機械特性與單向玻璃纖維相似。打印後，將零件連接在一起並層壓在一起，以制成一件式的三明治結構。
總體而言，設計和打印過程持續了兩個月。自成立以來，MAMBO曾獲得摩納哥遊艇集團董事會頒發的特別遊艇獎，並獲得了2020年馬克挑戰賽觀衆選擇獎。
6.5米長的機動船，最大波束2.5米，由Y形船體建造，靈感來自曆史悠久的Sonny Levi的Arcidiavolo。在此基礎上構建了具有有機和不對稱形狀的單殼結構，適應了功能和設計思想，使其沒有傳統技術(吃水角度，底切，船體和甲板劃分等)制成的船的約束。船體的上部有機地變成了船上的其他部件：船的對稱頂端變了，一半變成了控制台，另一半變成了坡道，將用戶帶到甲板上，在那裏有一個水滴形的沙發，沙發可以用作駕駛座和休閑沙發。
MAMBO由兩個相距1500 km的機器人對各個單向玻璃纖維部分進行3D打印。一個位于米蘭，位于Moi Composites的運營總部，另一個位于英國伯明翰的Autodesk先進制造工廠中，在增材制造中充分利用了生産離域化的優勢。3D打印完成後，將零件連接和層壓在一起，一次性地使這艘具有挑戰性的船具有了生命。
將每個單獨的部分層壓在具有PVC芯，聚酯樹脂和玻璃纖維織物的三層板中，形成鍍層和增強結構的分層，然後將它們連接在一起。生産過程通過外表面的美學裝飾完成，然後組裝必要的船用設備/配件。MAMBO不僅構成了用連續纖維複合材料完全3D打印的船艇的示例，而且還將成爲計劃投入運行的此類船的第一個對象。它將配備舷外發動機，並于2020年7月啓動，以展示該技術如何准備爲市場生産物品，而不僅僅是展示原型。
使用兩個KUKA Quantec高精度機器人打印了MAMBO的零件
爲了開創這個雄心勃勃的項目，Moi得到了軟件公司Autodesk的支持，該公司提供了用于實現船體三維圖的工具以及位于英國的機器人。
Catmarine是一家專門從事雙體船建造的船廠，憑借其豐富的經驗，已將數字化生産的各個部分轉變爲成品船。
Micad，一個航海設計工作室，活躍于研究和技術創新領域，挑戰了對Mambo複雜結構進行工程設計的挑戰。
最後一點是，歐文斯科甯(Owens Corning)提供了玻璃纖維增強材料，意大利的一家航海部件公司Osculati提供了能夠適應整個船體曲線和設計的配件。
增材制造在海洋領域的應用
3D打印在海洋、海事和艦艇領域內的應用規模越來越大，在過去幾年中也得到了大量投資。
2018年，商業發展服務機構緬因技術研究所(MTI)向緬因大學先進結構和複合材料中心支持了50萬美元，使研究人員能夠探索低成本3D打印大尺寸船舶結構的方法。一年後，中心獲得了世界最大的聚合物3D打印機原型、最大的固體3D打印物體和最大的3D打印船三項吉尼斯世界紀錄。
麻省理工學院計算機科學與人工智能實驗室(CSAIL)開發出了可3D打印的自主船隊，而新加坡國家增材制造創新集群(NAMIC)和海事港務局(MPA)簽署了一份諒解備忘錄，合作推進海事領域制造業的數字化和進步，特別是3D打印。不久之後，蒂森克虜伯海洋系統公司和新加坡國防科技署也簽署了一份諒解備忘錄，探索海軍應用的增材制造和數據分析。
最近，國防部海軍研究公司Navatek和緬因大學被海軍研究辦公室(ONR)授予500萬美元的合同，以推進3D打印材料和制造工藝，用于海軍陸戰隊船只的建造和優化。
根據船艇資訊、Moi、玻纖情報網等編輯整理