Moi公司推出MAMBO游艇——3D打印試水大型海上船艇建造

導(dǎo)讀：2021年5月14日，南極熊獲悉，意大利Moi復(fù)合材料公司推出了一款3D打印游艇——MAMBO，向我們展示了連續(xù)纖維3D打印技術(shù)（CFM）可用于船艇行業(yè)的定制、自動(dòng)化生產(chǎn)的可能性。

△Moi復(fù)合材料公司推出的MAMBO船，照片來源Moi Composites公司

自2015年為連續(xù)纖維制造（CFM）工藝申請(qǐng)專利以來，Moi復(fù)合材料公司（意大利米蘭）已經(jīng)為這種基于沉積模式的3D打印技術(shù)展開了一系列的探索應(yīng)用，包括螺旋槳葉片和假肢。CFM的主要特點(diǎn)包括Moi復(fù)合材料公司的定制設(shè)計(jì)軟件、紫外線（UV）固化、機(jī)器人手臂的使用和聯(lián)合制造模式。

最近，Moi公司在2020年10月熱那亞游艇展上正式亮相了一艘名為MAMBO的示范機(jī)動(dòng)船，向我們展示了其CFM技術(shù)可作為更快、更具成本效益和創(chuàng)新的海洋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造的解決方案。

△為了實(shí)現(xiàn)MAMBO設(shè)想中的復(fù)雜形狀，Moi復(fù)合材料公司及其合作伙伴使用Autodesk軟件來設(shè)計(jì)船艇上的50個(gè)獨(dú)立3D打印構(gòu)件

Moi復(fù)合材料公司的聯(lián)合創(chuàng)始人Gabriele Natale聲稱，他和另一位聯(lián)合創(chuàng)始人Michele Tonizzo早在2017年意大利熱那亞船展上就提出了MAMBO的想法。同為釣魚愛好者的Natale說：“我和Tonizzo意識(shí)到，許多越來越有創(chuàng)意和創(chuàng)新的船只是被設(shè)計(jì)而從未被建造或制作成原型，這可能是因?yàn)榻ㄔ齑笮蛷?fù)雜的玻璃纖維復(fù)合材料船體的模具成本太昂貴，而且制造物流太復(fù)雜。我們認(rèn)識(shí)到Tonizzo的無模、連續(xù)纖維3D打印技術(shù)可以成為一個(gè)有利的解決方案。從那里開始，我們開始便制定計(jì)劃，并開始與船舶行業(yè)的合作伙伴會(huì)面�！�

MAMBO長6.5米，寬2.5米，凈重約為800公斤。它配備了導(dǎo)航系統(tǒng)、軟木地板、白色皮革座椅和115馬力（hp）發(fā)動(dòng)機(jī)。Moi復(fù)合材料公司與海洋設(shè)計(jì)工程工作室MICAD（意大利萊切）合作，為整船設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念，將有機(jī)形狀融入其結(jié)構(gòu)元素，其靈感來自于Sonny Levi的著名Arcidiavolo雙體船。用于設(shè)計(jì)和部件的流體動(dòng)力學(xué)分析的則是Autodesk（美國加州圣拉斐爾）的軟件。

打印和組裝

歐文斯科寧公司復(fù)合材料科學(xué)和技術(shù)副總裁Anne Berthereau博士指出：“船體和甲板是用歐文斯科寧公司（美國俄亥俄州托萊多市）提供的單向（UD）連續(xù)玻璃纖維和乙烯基酯樹脂打印而成。我們的產(chǎn)品完全適應(yīng)創(chuàng)新的制造工藝，在機(jī)械性能方面有明顯的改進(jìn)�！�

△Moi復(fù)合材料公司的連續(xù)纖維制造3D打印機(jī)

△Moi復(fù)合材料公司連續(xù)纖維制造3D打印機(jī)上的KUKA機(jī)械臂；使用Moi復(fù)合材料公司基于沉積的紫外線固化CFM技術(shù)、機(jī)械臂和數(shù)字設(shè)計(jì)軟件，部件的打印在Moi的米蘭工廠和合作伙伴歐特克在英國的先進(jìn)制造工廠之間進(jìn)行

這艘船被設(shè)計(jì)成50個(gè)獨(dú)立的打印部分，其中一半在Moi復(fù)合材料公司的米蘭工廠打印，另一半在合作伙伴歐特克公司位于英國伯明翰的先進(jìn)制造廠（ACF）打印。Moi復(fù)合材料公司基于沉積的CFM三維打印技術(shù)，在打印頭旁邊裝有紫外線燈，用于原位固化，兩個(gè)工廠都使用了KUKA雙機(jī)器人。Natale說："我們?cè)谝粋�(gè)基于云的共享文件平臺(tái)上分割型材，以跟蹤型材的生產(chǎn)情況。通過這種方式，我們能夠快速打印整艘船，所有部件的總打印時(shí)間約為兩個(gè)月。

打印出來的部件被運(yùn)到Catmarine公司在意大利米吉亞諾的船廠進(jìn)行組裝。Moi復(fù)合材料公司的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略負(fù)責(zé)人Merry Le指出：“每個(gè)部件都被拼接在一起，就像樂高積木一樣。--然后用粘合劑粘合起來。然后，整個(gè)船體通過手工分層與額外的玻璃纖維/聚酯層和PVC夾層進(jìn)行層壓。這樣做是為了使最終的船在結(jié)構(gòu)上具有連續(xù)性"。他補(bǔ)充說道："有一天，也許我們會(huì)有一臺(tái)機(jī)器可以一次性3D打印整個(gè)6.5米的船。今天，它是增材制造和傳統(tǒng)制造之間的一個(gè)混合過程"。在船體和甲板被完全組裝、打磨和涂膠后，Moi復(fù)合材料公司的合作伙伴為該結(jié)構(gòu)配備了推進(jìn)器、導(dǎo)航和其他系統(tǒng)，以完成該船。

裝配和精加工

△打印完成后，所有部件被運(yùn)到Catmarine在意大利Miggiano的船廠進(jìn)行組裝

△50個(gè)3D打印的玻璃纖維組件被化學(xué)粘合在一起

△額外的玻璃纖維/聚酯層由手工在3D打印的結(jié)構(gòu)核心上層壓，然后進(jìn)行精加工和凝膠涂層

△成品船的特寫

MAMBO后續(xù)的制造步驟

2020年秋季MAMBO進(jìn)行了初步的海試和穩(wěn)定性測試，船速最高達(dá)到26節(jié)。因疫情原因推遲了很多的遠(yuǎn)距離測試，但Moi復(fù)合材料公司計(jì)劃在2021年夏季繼續(xù)進(jìn)行海試，努力實(shí)現(xiàn)該船的認(rèn)證。Le說："我們希望能夠與我們的合作伙伴（如歐特克）一起在未來的貿(mào)易展上展示MAMBO，以展示CFM技術(shù)的潛力。 “

△完工的MAMBO游艇

在材料方面，歐文斯康寧公司的Berthereau希望該項(xiàng)目能成為玻璃纖維在復(fù)合材料新工藝應(yīng)用中的一個(gè)案例。她說："這項(xiàng)技術(shù)融合了熱固性復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)和增材制造的潛力，可以在沒有模具的情況下實(shí)現(xiàn)完全自由的形狀，并生產(chǎn)小批量和定制的零件。與Moi的合作是歐文斯科寧與初創(chuàng)公司合作的一個(gè)案例，也展示了我們應(yīng)用玻璃纖維技術(shù)為客戶提供解決方案的能力。"

除了MAMBO，Moi復(fù)合材料公司還希望將其技術(shù)的速度、多功能性和靈活性優(yōu)勢(shì)擴(kuò)展到其他船舶和海洋項(xiàng)目。Natale指出："增材制造、數(shù)字化和自動(dòng)化的結(jié)合可以加快新概念和未來主義項(xiàng)目的創(chuàng)造，因?yàn)閷?duì)于你想要設(shè)計(jì)的每一艘船，你都不需要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)新的模具。使用這種技術(shù)，你可以很容易地修改你的3D模型，然后再次打印。這特別適合于短期或一次性的概念船"。