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 2613天前
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?，運載了共計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,這是一個專門進行增材制造的場所，于去年11月成立，專門制造按需認證的金屬零部件。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?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，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，當然除非你是喬布斯?！盇utodesk公司的Kelvin Hamilton表示?！拔覀儗ξ覀兊暮献鹘M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。”
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。”
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)進行生產(chǎn)），聯(lián)盟的目標是用這種方式展示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?！爱斔麄冇H眼目睹實驗的成果后，他們就會看到其潛力所在。”
第一個螺旋槳就是用不銹鋼材料進行制作的，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)。如果一切進展順利，就可以安置在船上進入正常使用，進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)就是認證和風險管理組織，勞氏船級社與RAMLAB合作處理WAAM的認證過程。之前還沒有適用增材制造的最優(yōu)或標準化認證體系，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?！霸赗AMLAB，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、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。”
勞氏發(fā)行了專為增材制造技術(shù)設(shè)計的指導說明和路線規(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。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的標準發(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?！?/span>
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