圖：Polar Endeavor油輪現(xiàn)在使用三種3D打印零件。圖片來(lái)自ConocoPhillips。

三種不同的3D打印部件成功通過(guò)了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的耐用性測(cè)試。

由美國(guó)船級(jí)社（ABS），新加坡勝科海事和3D Metalforge組成的制造聯(lián)盟已將改進(jìn)的3D打印零件安裝到了ConocoPhillips旗下的極地油輪“Polar Endeavor”油輪上。兩家公司使用3D打印技術(shù)創(chuàng)建了功能性離心泵軸，鹽水/空氣噴射器組合噴嘴以及用于“ Polar Endeavour”輪上的廢水泵耦合裝置。該船的每個(gè)新零件不僅通過(guò)了行業(yè)檢查，而且還通過(guò)了安全檢查。據(jù)了解，該產(chǎn)品的性能也優(yōu)于許多大規(guī)模生產(chǎn)的替代產(chǎn)品。

“Polar Endeavor”油輪由康菲石油公司（ConocoPhillips）運(yùn)營(yíng)，是一艘已有20年船齡的原油油輪，由于其始終承擔(dān)著在美國(guó)沿岸運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)，因此其功能部件必須十分安全。目前，該船的備件和維修是通過(guò)傳統(tǒng)的鑄造或鍛造技術(shù)生產(chǎn)的，但是現(xiàn)在由ABS領(lǐng)導(dǎo)的小組已部署3D打印以對(duì)其進(jìn)行升級(jí)。

在項(xiàng)目期間，該聯(lián)盟制造了三個(gè)截然不同的組件，并對(duì)其進(jìn)行了嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。經(jīng)過(guò)考驗(yàn)的航海產(chǎn)品，這些增強(qiáng)部件現(xiàn)已安裝在Polar Endeavour船上，隨時(shí)準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)海面挑戰(zhàn)。

勝科研發(fā)部總監(jiān)Simon Kuik表示，“與ABS和3D Metalforge的合作是勝科海事不斷創(chuàng)新和提高生產(chǎn)能力的能力的延續(xù)，” “這項(xiàng)發(fā)展使勝科海事能夠進(jìn)一步完善我們的產(chǎn)品，并安全高效地提供定制的解決方案。”

在過(guò)去的幾年中，ABS和勝科海事合作建立了3D打印適航零件的豐富經(jīng)驗(yàn)。ABS更是大量參與了利用增材制造（AM）技術(shù)的監(jiān)管，最近還發(fā)布了用于制造海上物體的參數(shù)集，特別強(qiáng)調(diào)了過(guò)程可重復(fù)性。同時(shí)，勝科海事是海工裝備建造專家，在MRO運(yùn)營(yíng)中部署3D打印已有四年多了。該公司與新加坡國(guó)家增材制造創(chuàng)新集群有著緊密的聯(lián)系，兩家公司已經(jīng)合作開(kāi)發(fā)整個(gè)船型設(shè)計(jì)的數(shù)字孿生技術(shù)。

在其他地方，勝科海事將利用3D打印為新船創(chuàng)建大型結(jié)構(gòu)和進(jìn)行全船維修。最近，該公司還開(kāi)發(fā)了用于新添加劑零件的參數(shù)集，并尋求該技術(shù)在海事領(lǐng)域的新穎應(yīng)用。在2019年，勝科獲得了DNV GL的認(rèn)證，可將3D打印用作維修非關(guān)鍵部件的手段，例如泵中經(jīng)常使用的磨損的金屬套筒。現(xiàn)在，作為其最新航海項(xiàng)目的一部分，該公司已與ABS和3D Metalforge合作，創(chuàng)建了不僅新穎的部件，而且還代表了它們所替換部件的功能改進(jìn)。

3D Metalforge創(chuàng)始人兼CEO Matthew Waterhouse如此表示，3D Metalforge非常樂(lè)意參與該項(xiàng)目，該項(xiàng)目強(qiáng)化了我們的目標(biāo)即與全球領(lǐng)先伙伴合作，以擴(kuò)大和深化增材部件在全球重要海事領(lǐng)域的應(yīng)用。

ABS全球工程與技術(shù)高級(jí)副總裁Patrick Ryan表示，該公司“為支持該項(xiàng)目感到自豪”，但他強(qiáng)調(diào)了安全在未來(lái)研發(fā)中的重要性。Ryan表示：“這是一項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵發(fā)展，無(wú)疑將在該行業(yè)的未來(lái)中發(fā)揮重要作用。 ABS致力于確保在不損害安全性的前提下引入這些類型的零件。”

ABS自2017年始推介AM以支持行業(yè)發(fā)展，ABS發(fā)布了相關(guān)報(bào)告和新的規(guī)范，為持續(xù)性改進(jìn)并建立合格的AM系統(tǒng)，生產(chǎn)海洋和近海市場(chǎng)所需部件設(shè)定了標(biāo)準(zhǔn)。這一新指南的核心就是開(kāi)發(fā)一套流程，以幫助制造方實(shí)現(xiàn)可復(fù)制和可靠的產(chǎn)品。該指南討論了 ASTM F42 所列出的三種常見(jiàn)金屬增材制造工藝：粉床融合 （PBF）、定向能量沉積 （DED） 和粘合劑噴射。

ConocoPhillips工程總監(jiān)Robert Noyer表示，對(duì)于船舶運(yùn)營(yíng)來(lái)說(shuō)，安全和可靠性至關(guān)重要，增材制造技術(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)提供了一些令人鼓舞的機(jī)遇。

AM又稱為3D打印，是一種以層疊的方式增加材料進(jìn)行制造的生產(chǎn)工藝。這意味著產(chǎn)品和部件可以就地生產(chǎn)，也可以在船上或離岸資產(chǎn)上進(jìn)行。通過(guò)設(shè)計(jì)創(chuàng)新接入開(kāi)品效率，壓縮生產(chǎn)周期，提升部件可用性，從而為特定和復(fù)雜的部件壓縮供應(yīng)鏈和交貨周期。

3D打印已經(jīng)在海軍工程領(lǐng)域發(fā)展迅猛，許多造船廠正在試用該技術(shù)來(lái)生產(chǎn)最終用途零件。西班牙造船商N(yùn)avantia甚至與加的斯大學(xué)（UCA）合作開(kāi)發(fā)了專用的海上3D打印機(jī)。工程師使用他們稱為“ S-Discovery”的自定義系統(tǒng)，能夠?yàn)镸onte Udala Suezmax油輪的通風(fēng)系統(tǒng)制造兩個(gè)格柵。鑒于荷蘭海軍等其他海事機(jī)構(gòu)越來(lái)越多地按需提供3D打印備件，因此該項(xiàng)目也可以作為提高商用船上零件可用性的先驅(qū)。