3D打印催生的后市場(chǎng)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
作為全歐洲最繁忙的港口，鹿特丹港在過(guò)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\(yùn)載了共計(jì)4億6百多萬(wàn)噸貨物。
圖片：鹿特丹港，來(lái)源：TCT
有趣的是這個(gè)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(lái)按需制作船用部件?！皠?chuàng)新”對(duì)鹿特丹港并非陌生的詞匯。以1966年的例子來(lái)說(shuō)，當(dāng)時(shí)鹿特丹港第一次想出使用40英尺長(zhǎng)帶有雙開(kāi)門的鋼制箱子來(lái)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(shuō)這一發(fā)明如今看來(lái)十分簡(jiǎn)單也十分基本，但鹿特丹港是第一個(gè)敢于吃螃蟹的港。通過(guò)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(yùn)輸，鹿特丹港持續(xù)保持著這種開(kāi)拓精神。
圖片：定向能量沉積金屬3D打印，來(lái)源：TCT
該戰(zhàn)略的其中一部分就是RAMLAB,這是一個(gè)專門進(jìn)行增材制造的場(chǎng)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(chǎng)所的首個(gè)實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)的交貨時(shí)間，并降低庫(kù)存成本。一個(gè)由20多家公司組成的集團(tuán)，通過(guò)一些典型的海運(yùn)零部件的案例，分享了他們的專業(yè)知識(shí)并研究了增材制造是否可以應(yīng)用其中。最近的一個(gè)項(xiàng)目是與Autodesk合作的，為期一年，通過(guò)混合增減材制造技術(shù)來(lái)探索船用螺旋槳的制造。
圖片：空心螺旋槳葉片原型，來(lái)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?！拔覀儗?duì)我們的合作組織充滿信心，因?yàn)闆](méi)有一家公司或個(gè)人什么都懂，但如果每個(gè)人都能積極參與，就可以更快地實(shí)現(xiàn)我們的目標(biāo)?！?/span>
Autodesk開(kāi)始于設(shè)計(jì)和建造單個(gè)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(jī)器人的機(jī)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(guò)機(jī)器精加工。Kelvin解釋道：“這將能很快融入到應(yīng)用端，因?yàn)閃AAM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(méi)有余料處理問(wèn)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(shí)的螺旋槳，來(lái)源：TCT
目前看來(lái)，這種材料的易用性會(huì)是RAMLAB成功的關(guān)鍵。因?yàn)橹钡侥壳?，海運(yùn)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(lái)必然大有可為。通過(guò)先難后易的方式，先攻克最難的部分（螺旋槳設(shè)計(jì)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(guò)程中檢查零部件，來(lái)源：TCT
“我們這個(gè)行業(yè)雖然保守，但總要有第一個(gè)吃螃蟹的人，我們的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室邀請(qǐng)大家前來(lái)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(shí)驗(yàn)的成果后，他們就會(huì)看到其潛力所在。”
第一個(gè)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(cè)試將可作為鎳鋁青銅一種概念驗(yàn)證。與航天等行業(yè)不同，船舶工業(yè)對(duì)產(chǎn)品的重量要求不高，所以團(tuán)隊(duì)可以用實(shí)心打造螺旋槳。但Kelvin表示，就未來(lái)的投資回報(bào)來(lái)看，還是需要生成性設(shè)計(jì)或者中空填充的產(chǎn)品。一旦材料測(cè)試完成，團(tuán)隊(duì)將開(kāi)始構(gòu)建船舶行業(yè)的增材路線圖，并用實(shí)際在海上航行的船只來(lái)收集真實(shí)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(cè)試其壽命和耐腐蝕性表現(xiàn)。
一旦產(chǎn)品完成，下一個(gè)挑戰(zhàn)就是認(rèn)證和風(fēng)險(xiǎn)管理組織，勞氏船級(jí)社與RAMLAB合作處理WAAM的認(rèn)證過(guò)程。之前還沒(méi)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(lái)，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(xiàng)目是邁向該產(chǎn)業(yè)激動(dòng)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(shuō)?！霸赗AMLAB，我們的專家和代表們跟各行各業(yè)的設(shè)計(jì)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(gè)產(chǎn)品生命周期中的技術(shù)及安全規(guī)范問(wèn)題。”
勞氏發(fā)行了專為增材制造技術(shù)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)說(shuō)明和路線規(guī)劃，其將為增材制造部件在對(duì)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(shí)和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，幫助增材制造的零部件和工藝安全地投入了市場(chǎng)。Vincent說(shuō)，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(shuō)，“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(gè)不同的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)完整的定制化的方案，只要其符合生產(chǎn)過(guò)程規(guī)格和使用情況?！?/span>
RAMLAB和其他幾個(gè)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(kāi)發(fā)商MgAubel；為內(nèi)河航運(yùn)提供實(shí)時(shí)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(wú)人機(jī)—Water Shark。
按照RAMLAB對(duì)供應(yīng)鏈的理解，他們就像一個(gè)文件夾的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)，他們可以用自己的金屬3D打印機(jī)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(fèi)數(shù)周甚至幾個(gè)月的時(shí)間去運(yùn)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(tái)）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(duì)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(shuō)這樣就會(huì)產(chǎn)生一種類似“谷歌安卓手機(jī)聯(lián)盟”的效應(yīng)。鹿特丹港想成為這個(gè)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(bǔ)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(gè)拼圖中的一小塊?！?/span>
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