ABS大力推進(jìn)海事領(lǐng)域增材制造技術(shù)應(yīng)用

2025年6月17日，南極熊獲悉，美國船級(jí)社(ABS)正在海事領(lǐng)域增材制造技術(shù)應(yīng)用方面取得重大進(jìn)展。在行業(yè)需求不斷增長(zhǎng)的背景下，ABS積極開發(fā)新的認(rèn)證框架、建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，并推動(dòng)開創(chuàng)性項(xiàng)目，將增材制造解決方案應(yīng)用于實(shí)際場(chǎng)景。近日，ABS技術(shù)首席工程師wenjin Wu博士在接受媒體采訪時(shí)，詳細(xì)介紹了公司在促進(jìn)船舶建造、海上工業(yè)和數(shù)字供應(yīng)鏈中增材制造技術(shù)應(yīng)用與商業(yè)化方面的持續(xù)努力。


△ 關(guān)鍵增材制造計(jì)劃

彌合海事增材制造領(lǐng)域的應(yīng)用鴻溝

盡管業(yè)界普遍認(rèn)可3D打印技術(shù)在海事行業(yè)的潛力，但商業(yè)應(yīng)用案例數(shù)量仍比較有限。Wu博士表示："雖然增材制造技術(shù)的可行性已得到認(rèn)可，但真正的挑戰(zhàn)在于能充分展現(xiàn)其潛力的高影響力項(xiàng)目。近年來，我們一直專注于海事增材制造領(lǐng)域。增材制造技術(shù)顯然很有用，但商業(yè)應(yīng)用案例仍需進(jìn)一步發(fā)展。從技術(shù)上講，我們想做的大部分工作都是可行的，但挑戰(zhàn)在于開展真正推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的高影響力項(xiàng)目。目前行業(yè)中看到的許多應(yīng)用案例都涉及非關(guān)鍵部件，這正是我們努力解決的主要問題。"ABS正通過與行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者合作，對(duì)增材制造部件進(jìn)行認(rèn)證，簡(jiǎn)化監(jiān)管框架，并積極推動(dòng)將關(guān)鍵船級(jí)部件納入實(shí)際海事運(yùn)營。

開發(fā)實(shí)用型3D打印螺旋槳

ABS的主要合作項(xiàng)目之一是與新加坡制造公司Mencast合作開發(fā)可用于生產(chǎn)的3D打印螺旋槳。與以往從未轉(zhuǎn)化為商業(yè)用途的原型不同，該項(xiàng)目旨在展示一種經(jīng)濟(jì)高效的制造方法，用于制造船級(jí)安全關(guān)鍵船舶組件。

Wu博士表示："打印螺旋槳并不是新鮮事，但過去所有打印的螺旋槳都是原型，從未進(jìn)入商業(yè)使用，我們與Mencast的合作則有所不同。他們開發(fā)了一種獨(dú)特的制造方法，可以優(yōu)化成本效益，我們正共同努力創(chuàng)造一個(gè)真正可用于生產(chǎn)的螺旋槳。如果我們成功了，這將向業(yè)界傳遞一個(gè)非常強(qiáng)烈的信號(hào)：3D打印不僅適用于小型非關(guān)鍵部件，也適用于核心船級(jí)組件。"


△ wenjin Wu博士

加速認(rèn)證流程

ABS已在制定海事增材制造標(biāo)準(zhǔn)方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用，包括《ABS Requirements for Additive Manufacturing》，概述了增材制造設(shè)計(jì)、原料材料、構(gòu)建過程以及檢驗(yàn)和測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)。它涵蓋了增材制造設(shè)施和零部件的資格認(rèn)證和認(rèn)證過程，重點(diǎn)關(guān)注材料擠出、粉末床熔合和定向能量沉積技術(shù)。此外，ABS還發(fā)布了一份咨詢報(bào)告，詳細(xì)說明了增材制造的技術(shù)挑戰(zhàn)、權(quán)衡和質(zhì)量考慮因素。

最近，ABS開始利用自動(dòng)化將認(rèn)證提升到新水平。該組織正在探索利用打印過程中的原位監(jiān)測(cè)和建模的快速驗(yàn)證技術(shù)，以最大限度地減少昂貴且耗時(shí)的生產(chǎn)后測(cè)試。

Wu博士表示："我們相信可以利用增強(qiáng)的認(rèn)證技術(shù)作為推動(dòng)增材制造應(yīng)用快速發(fā)展的推動(dòng)力。目前，大多數(shù)零部件仍需要進(jìn)行廣泛的物理測(cè)試，包括多個(gè)測(cè)試樣本，這增加了成本并延遲了生產(chǎn)。如果增材制造真正實(shí)現(xiàn)按需制造的承諾，我們需要找到加速認(rèn)證而不損害安全的方法。這就是為什么我們正在探索使用實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)來驗(yàn)證零部件完整性的快速驗(yàn)證方法。我們?cè)谠圏c(diǎn)項(xiàng)目中已經(jīng)看到了非常積極的結(jié)果，現(xiàn)在我們正在努力完善方法并建立行業(yè)通用框架。"

陸地和海上的3D打印應(yīng)用

ABS與現(xiàn)代重工(HD Hyundai Heavy Industries)合作，在開發(fā)船上3D打印能力方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。新推出的"3D打印數(shù)字工作室"旨在為船舶提供一種內(nèi)部制造解決方案，可在海上生產(chǎn)關(guān)鍵備件。這不僅減少了交貨時(shí)間和成本，還增強(qiáng)了全球航運(yùn)業(yè)的運(yùn)營彈性。然而，船上增材制造面臨獨(dú)特的挑戰(zhàn)，包括運(yùn)動(dòng)引起的不穩(wěn)定性、認(rèn)證復(fù)雜性以及與現(xiàn)有監(jiān)管框架的整合——ABS正通過嚴(yán)格的測(cè)試和認(rèn)證流程積極解決這些挑戰(zhàn)。

Wu博士表示："將增材制造技術(shù)帶到船上是一個(gè)改變游戲規(guī)則的舉措，但這并不僅是安裝一臺(tái)打印機(jī)那么簡(jiǎn)單，我們需要考慮許多挑戰(zhàn)——當(dāng)船在移動(dòng)時(shí)如何保持打印質(zhì)量？如何認(rèn)證在非傳統(tǒng)環(huán)境中生產(chǎn)的零部件？現(xiàn)代重工對(duì)此有著非常前瞻性的思考，我們正與他們密切合作，開發(fā)使船上增材制造商業(yè)可行的解決方案。"

數(shù)字倉儲(chǔ)促進(jìn)按需生產(chǎn)

除了單個(gè)組件外，ABS還在數(shù)字倉儲(chǔ)領(lǐng)域開展合作，以促進(jìn)零部件按需生產(chǎn)。與Pelagus 3D(威廉姆森和蒂森克虜伯的合資企業(yè))的關(guān)鍵合作重點(diǎn)是簡(jiǎn)化增材制造備件的認(rèn)證和審批流程。該合作將ABS測(cè)試要求集成到Pelagus 3D的數(shù)字庫存平臺(tái)中以加速海洋和海上行業(yè)采用增材制造技術(shù)。

Wu博士表示："目前，海事領(lǐng)域最大的痛點(diǎn)之一是備件物流。存儲(chǔ)零部件成本高昂，獲取合適組件的延遲可能導(dǎo)致昂貴的停機(jī)時(shí)間。數(shù)字倉儲(chǔ)是解決這一問題的完美方案。公司可以維護(hù)數(shù)字增材制造零部件庫，并根據(jù)需要打印零部件，無論是在船上還是在附近的設(shè)施中，而不是保持實(shí)物庫存。我們與Pelagus 3D的合作重點(diǎn)是確保必要的認(rèn)證和質(zhì)量保證流程到位，使公司能夠充分利用這項(xiàng)技術(shù)。"


△ (從左至右）新加坡科技研究局（A*STAR）新加坡制造技術(shù)研究院（SIMTech）高級(jí)科學(xué)家 Michalis Benakis 博士；Mencast 經(jīng)理Liang Xinying；Mencast 集團(tuán)首席執(zhí)行官 Glenndle Sim；Mencast 創(chuàng)新中心研發(fā)主管Chia Boon Tat博士；ABS 首席工程師Wu Wenjin博士；以及ABS 首席工程師Angie Ng，共同探討增材制造 (AM) 零件的快速驗(yàn)證與確認(rèn)

未來展望

ABS正積極為海事應(yīng)用中增材制造未來的研究和政策發(fā)展做出貢獻(xiàn)。與行業(yè)利益相關(guān)者、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和研究機(jī)構(gòu)合作的正在進(jìn)行的項(xiàng)目將繼續(xù)推動(dòng)創(chuàng)新和應(yīng)用。Wu博士表示："海事行業(yè)傳統(tǒng)上采用新技術(shù)的速度較慢，但我們正在達(dá)到一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。有了適當(dāng)?shù)目蚣�，增材制造可以從根本上改變船舶的建造和維護(hù)方式。我們?cè)贏BS的目標(biāo)是促進(jìn)平穩(wěn)安全的過渡，讓行業(yè)充分利用增材制造的優(yōu)勢(shì)。"通過這些倡議，ABS正將自己定位為海事增材制造認(rèn)證的領(lǐng)導(dǎo)者，推動(dòng)3D打印技術(shù)應(yīng)用滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并重新定義海事行業(yè)處理制造、維護(hù)和供應(yīng)鏈管理的方式。