Вашу яхту будут печатать на принтере. Если не полностью, то частично
Industry

Вашу яхту будут печатать на принтере. Если не полностью, то частично

Разбираемся в технологии 3D-печати и возможностях ее применения в яхтостроении
Share on social media

В 2017 году на симпозиуме по суперъяхтенному дизайну известный морской архитектор Грег Маршалл прогнозировал: 

«К 2030 году мы, вероятно, будем довольно близки к 3D-печати полномасштабных металлических конструкций на лодках, а после этого появятся интерьеры».  

В будущем 45-метровые яхты можно будет печатать за 90 дней, считает Маршалл. Это огромная экономия времени: традиционно сроки сборки яхты такой длины составляют 2-3 года.  Технология 3D-печати сэкономит верфям не только время,  но и материалы: 

«Обычно на верфи потери сырья составляют от 15 до 20%. С 3D-печатью эта цифра сокращается до 2%, так что это огромная экономия материалов, огромная экономия рабочей силы».  

3D-печать сделает производство яхт не только более быстрым и дешевым, но еще и более экологичным, так как выбросы углекислого газа значительно уменьшатся. 

Прогноз Маршалла кажется вполне реальным. Уже сегодня многие детали для яхт печатают на 3D-принтерах. Появились отдельные проекты, в которых лодки полностью печатаются на 3D-принтере. Пока это не массовое производство, и длина  таких лодок не превышает 10 метров, но через 10 лет мы действительно можем увидеть крупные яхты, созданные с помощью аддитивных технологий.

При изготовлении вашей лодки технологии 3D-печати, возможно, уже применяются

Наиболее распространенное применение 3D-печати — изготовление не самих яхт, а пресс-форм для них.

Например, 3D-печать используют, чтобы создать формы для отливки деталей на лодке из нержавеющей стали. На фотографии ниже стальной шпигат для слива воды на 91-футовом шлюпе, построенном на верфи Brooklin Boat Yard, и напечатанная на 3D-принтере пресс-форма для его отливки.

Пластиковую пресс-форму погружают в керамический раствор. Когда керамика затвердевает, исходную пластиковую форму внутри расплавляют. Теперь эта форма, уже керамическая, может выдержать раскаленный до 3 тыс градусов металл.

Прототип пресс-формы, напечатанный на 3D-принтере, гораздо дешевле, проще и быстрее создать, чем отливать кастомные детали традиционным способом. Можно создать любую, даже самую сложную форму. Для этого достаточно отрисовать ее в CAD. Многие компании, занимающиеся морской архитектурой, уже закупили 3D-принтеры и печатают прототипы деталей перед тем, как заказать их отливку, чтобы проверить, насколько расчеты верны.

По мере того, как квалифицированных сварщиков становится все меньше, а изготовление на заказ становится стандартом, производители яхт ищут инновационные методы для эффективного и экономичного производства уникальных деталей. 

В 2020 году голландская верфь KM Yachtbuilders (KMY) заключила партнерское соглашение с партнером MX3D для 3D-печати алюминиевых деталей яхт с использованием процесса WAAM. WAAM, или Wire Arc Additive Manufacturing — это печать металлической проволокой, при которой используется метод дуговой сварки. Первой деталью, которую для KM Yachtbuilders напечатал партнер, стала алюминиевый вентиляционный кожух.

В том же 2020-м другой специалист по 3D-печати — компания AML3D Limited — отгрузила первый винт из нержавеющей стали для морской индустрии.

Компания ​​Akerboom Yacht Equipment, ведущий производитель пасерелей, дверей и люков для суперяхт, применяет 3D-печать для отливки частей пасерелей. Полностью печатают на 3D-принтере из фотополимерной смолы только небольшие детали. Это связано с проблемой 3D-печати, когда из-за колебаний температуры на изделии остаются следы волокон ламината. Использование особой комбинации смолы и ламинатов решает эту проблему. Чтобы от нее избавиться, Akerboom использует усиление карбоном. Но при изготовлении больших деталей брак все равно возможен, поэтому для таких деталей 3D-печать применяется только для изготовления пресс-форм. В обоих случаях, применение технологий 3D-печати позволяет значительно сэкономить время, человекочасы и деньги.


Если 3D печать это так здорово, почему большинство корпусов строят по старинке?

Во-первых, чтобы изготовить целиком корпус яхты, нужен очень большой принтер. Самый большой на сегодняшний день подобный аппарат стоит в Центре перспективных конструкций и композитов Университета штата Мэн. Именно на нем в сентябре 2019 года напечатали лодку 3Dirigo.

7,62-метровую лодку напечатали одним куском за 72 часа. Стоимость ее производства составила около $40 тыс.

3Dirigio по сей день остается самым большим объектом, напечатанным на 3D-принтере.

Полноценным плавсредством 3Dirigio назвать нельзя — она все-таки задумывалась как эксперимент, призванный проиллюстрировать возможности 3D-печати. У нее нет ни органов управления, ни мотора. Тем не менее, тест на плавучесть в опытовом бассейне 3Dirigio выдержала.

Еще одна проблема 3D-печати — более высокая плотность материала и, соответственно, худшая плавучесть. 

Проблему плотности научились решать с помощью модификатора плотности заполнения, который позволяет вносить изменения в проект прямо в ходе печати и смещать центр тяжесть, обеспеспечивая объекту плавучесть. 

Успешный проект яхты, напечатанной на 3D-принтере, есть — хоть это и не серийная лодка

Это 6,5-метровый катер MAMBO (расшифровывается как Motor Additive Manufacturing Boat) с подвесным 115-сильным мотором, который был представлен в 2019 году на международной выставке FormNext.

Проект MAMBO был разработан компанией Moi Composites в сотрудничестве с Autodesk, Catmarine, Micad и Owens Corning. Лодка имеет длину 6,5 метра, ширину 2,5 метра и весит около 800 кг. Особенность проекта в том, что он оказался первой функциональным катером из стеклопластика, напечатанным на 3D-принтере, который реально прошел в итальянских водах во время боут-шоу в Генуе.

При разработке компания использовала технологию аддитивного производства с использованием композитных материалов с непрерывным волокном (CFM). В процессе участвовали два робота, которые изготавливали компоненты лодки для сборки. Эта система позволяет создавать гораздо более легкие, но прочные и долговечные детали.

Но главное, что для создания корпуса по технологии CFM вообще не нужны пресс-формы — достаточно компьютерной модели. Можно создавать корпуса сложных форм и существенно экономить время и человеческие ресурсы, необходимые для этой работы. Проект MAMBO с его формой корпуса типа тримаран с большим количеством выемок — яркое тому подтверждение.

В будущем 3D-печать позволит создавать уникальные кастомные яхты в короткие сроки и дешевле, чем традиционным способом отливки в матрицах.

Стартап Tanaruz — яркое тому доказательство. Компания предлагает кастомизированные электролодки из регенерированного полипропилена с 30-процентным содержанием стекловолокна, напечатанные на 3D-принтере.
3D-принтер Tanazarus снабжен роботом-манипулятором от ABB, а экструдер производства голландской компании Xtrution обеспечивает процесс плавления и экструдирования материалов в соответствии со спецификациями Tanaruz.


Готовые корпуса в конце жизненного цикла можно будет переработать в сырье и вновь использовать его для печати новых лодок.

Share on social media
Found an error in the text?

Please select the word or sentence
and press ctrl+enter,
or click here.

Please report the error to us.