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3D打印催生的后市場商業(yè)模式:按需制作的船用部件

魔猴君  行業(yè)資訊   2612天前

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作為全歐洲最繁忙的港口,鹿特丹港在過去的一年里共有105,000艘內(nèi)河船和29,000艘海船駛?cè)牒婉偝觯\載了共計4億6百多萬噸貨物。


圖片:鹿特丹港,來源:TCT


有趣的是這個最繁忙的港口在創(chuàng)新層面上頗為積極,還引入了3D打印技術(shù)來按需制作船用部件。“創(chuàng)新”對鹿特丹港并非陌生的詞匯。以1966年的例子來說,當(dāng)時鹿特丹港第一次想出使用40英尺長帶有雙開門的鋼制箱子來裝載貨物,這使得集裝箱這一發(fā)明首度呈現(xiàn)于世人的眼前,雖說這一發(fā)明如今看來十分簡單也十分基本,但鹿特丹港是第一個敢于吃螃蟹的港。通過與創(chuàng)新生態(tài)公司合作探索更加智能化的海洋工程和物流運輸,鹿特丹港持續(xù)保持著這種開拓精神。


圖片:定向能量沉積金屬3D打印,來源:TCT


該戰(zhàn)略的其中一部分就是RAMLAB,這是一個專門進(jìn)行增材制造的場所,于去年11月成立,專門制造按需認(rèn)證的金屬零部件。該場所的首個實驗室是在鹿特丹港,在InnovationQuarter和RDM Makerspace的合作下建成,并提出如果大型金屬零部件可以根據(jù)需要在當(dāng)?shù)厣a(chǎn),可以顯著縮短漫長的交貨時間,并降低庫存成本。一個由20多家公司組成的集團(tuán),通過一些典型的海運零部件的案例,分享了他們的專業(yè)知識并研究了增材制造是否可以應(yīng)用其中。最近的一個項目是與Autodesk合作的,為期一年,通過混合增減材制造技術(shù)來探索船用螺旋槳的制造。


圖片:空心螺旋槳葉片原型,來源:TCT


“總是人適應(yīng)環(huán)境,而非環(huán)境適應(yīng)人,當(dāng)然除非你是喬布斯?!盇utodesk公司的Kelvin Hamilton表示。“我們對我們的合作組織充滿信心,因為沒有一家公司或個人什么都懂,但如果每個人都能積極參與,就可以更快地實現(xiàn)我們的目標(biāo)?!?/span>


Autodesk開始于設(shè)計和建造單個螺旋槳葉片,以證明線弧增材制造(WAAM),這是一種類似于焊接的技術(shù),利用Valk焊接機器人的機械臂可以不受成型尺寸限制地制造大型零件,然后再經(jīng)過機器精加工。Kelvin解釋道:“這將能很快融入到應(yīng)用端,因為WAAM使用金屬焊絲作為原料,所以也就意味著不需要SLM技術(shù)所需的特定粉末,也沒有余料處理問題,因此港口工程師們可以繼續(xù)使用他們一直在使用的材料?!?/span>


圖片:最終完工時的螺旋槳,來源:TCT


目前看來,這種材料的易用性會是RAMLAB成功的關(guān)鍵。因為直到目前,海運業(yè)使用3D打印技術(shù)的步伐還十分緩慢。然而因工業(yè)備件在其供應(yīng)鏈的重要性,3D打印技術(shù)未來必然大有可為。通過先難后易的方式,先攻克最難的部分(螺旋槳設(shè)計目前還不能使用增材制造技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)),聯(lián)盟的目標(biāo)是用這種方式展示3D打印技術(shù)到底多厲害。


圖片:在建造過程中檢查零部件,來源:TCT


“我們這個行業(yè)雖然保守,但總要有第一個吃螃蟹的人,我們的開放實驗室邀請大家前來參.觀,讓大家看看它究竟可以做到什么程度?!盧AMLAB董事總經(jīng)理Vincent Wegener解釋道?!爱?dāng)他們親眼目睹實驗的成果后,他們就會看到其潛力所在?!?/span>


第一個螺旋槳就是用不銹鋼材料進(jìn)行制作的,不銹鋼與目前用于航海部件的防腐蝕材料的船用鎳鋁青銅非常相似,以不銹鋼為材料測試將可作為鎳鋁青銅一種概念驗證。與航天等行業(yè)不同,船舶工業(yè)對產(chǎn)品的重量要求不高,所以團(tuán)隊可以用實心打造螺旋槳。但Kelvin表示,就未來的投資回報來看,還是需要生成性設(shè)計或者中空填充的產(chǎn)品。一旦材料測試完成,團(tuán)隊將開始構(gòu)建船舶行業(yè)的增材路線圖,并用實際在海上航行的船只來收集真實數(shù)據(jù)。如果一切進(jìn)展順利,就可以安置在船上進(jìn)入正常使用,進(jìn)一步測試其壽命和耐腐蝕性表現(xiàn)。


一旦產(chǎn)品完成,下一個挑戰(zhàn)就是認(rèn)證和風(fēng)險管理組織,勞氏船級社與RAMLAB合作處理WAAM的認(rèn)證過程。之前還沒有適用增材制造的最優(yōu)或標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)證體系,自2015年與TWI合作以來,公司一直在尋找關(guān)于增材制造零部件的第三方認(rèn)證。


“RAMLAB項目是邁向該產(chǎn)業(yè)激動人心的一步,它代表著類似于WAAM這種增材制造工藝的潛力,”勞氏創(chuàng)意部總監(jiān)Tom White解釋說。“在RAMLAB,我們的專家和代表們跟各行各業(yè)的設(shè)計師、終端用戶以及制造商一起,提供指導(dǎo)、共同合作解決整個產(chǎn)品生命周期中的技術(shù)及安全規(guī)范問題?!?/span>


勞氏發(fā)行了專為增材制造技術(shù)設(shè)計的指導(dǎo)說明和路線規(guī)劃,其將為增材制造部件在對安全要求較高行業(yè)的使用提供指導(dǎo)。如今他們已經(jīng)利用知識和經(jīng)驗總結(jié),幫助增材制造的零部件和工藝安全地投入了市場。Vincent說,在RAMLAB,他們正在研究完善如何監(jiān)控WAAM工藝以確保生產(chǎn)出可信賴、可重復(fù)生產(chǎn)的產(chǎn)品。


Tom還說,“在為這些制造工藝和產(chǎn)品提供認(rèn)證和質(zhì)保中,我們支持合作方去根據(jù)每一個不同的項目開發(fā)完整的定制化的方案,只要其符合生產(chǎn)過程規(guī)格和使用情況?!?/span>


RAMLAB和其他幾個新興的科技公司算是鹿特丹港內(nèi)廣義范圍上的創(chuàng)意集群,包括環(huán)保材料開發(fā)商MgAubel;為內(nèi)河航運提供實時信息的AIS Buddy軟件公司;和每次可以從水中移出500kg的垃圾前衛(wèi)水下無人機—Water Shark。


按照RAMLAB對供應(yīng)鏈的理解,他們就像一個文件夾的數(shù)據(jù)儲存庫,他們可以用自己的金屬3D打印機在幾天之內(nèi)完成零件的生產(chǎn)并直接送到碼頭,而不用花費數(shù)周甚至幾個月的時間去運輸傳統(tǒng)模式制造的部件。在海工設(shè)備內(nèi)部零件的制造上(像石油鉆井平臺)也可以少一些材料的損耗,或者與焊料合為一體。


雖然它仍處于早期發(fā)展階段,但是世界各地的港口已經(jīng)對它產(chǎn)生了興趣,他們都希望能成為這種數(shù)字化生態(tài)系統(tǒng)的參與者,Vincent說這樣就會產(chǎn)生一種類似“谷歌安卓手機聯(lián)盟”的效應(yīng)。鹿特丹港想成為這個領(lǐng)域的谷歌,并引領(lǐng)其他港口以這種構(gòu)想讓海洋產(chǎn)業(yè)遵照工業(yè)4.0的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展。


Vincent還補充道,“我們只是鹿特丹港成為世界第一智能港口大戰(zhàn)略的一部分。只是這個拼圖中的一小塊。”



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