UpdateTime：2022/3/29 15:17:31

增材制造技術(shù)正在穩步發(fā)展。雖然汽車(chē)和航空航天行業(yè)多年來(lái)一直受益于增材制造，但在這些行業(yè)中，減輕重量是最大限度提高燃油效率和減少碳排放的關(guān)鍵，但海事行業(yè)直到最近才開(kāi)始探索逐層 3D 提供的機會(huì )印刷。有兩個(gè)主要領(lǐng)域：在主要港口為 3D 打印備件建立本地供應基礎設施以加快交付速度，以及利用增材制造技術(shù)的獨特能力制造其他制造工藝無(wú)法生產(chǎn)的零件。

審查材料和流程以獲得班級批準

有幾個(gè)因素使海運業(yè)與航空航天和汽車(chē)行業(yè)區分開(kāi)來(lái)： 許多組件更大更重；海上生命和財產(chǎn)的安全取決于一套不同的標準。作為船級社，DNV 必須確保用于制造關(guān)鍵船舶部件的工藝、材料和設備滿(mǎn)足適用的船級要求。這意味著(zhù)當一種新的制造技術(shù)開(kāi)始發(fā)揮作用時(shí)，必須定義適當的標準和規則來(lái)進(jìn)行測試。 新的 DNV 規則為 AM 鋪平道路

自 2016 年 DNV 開(kāi)始探索 AM 在航運業(yè)的潛力以來(lái)，已經(jīng)形成了許多聯(lián)合行業(yè)項目，以建立專(zhuān)業(yè)知識并與行業(yè)利益相關(guān)者進(jìn)行持續對話(huà)，以了解航運業(yè)及其供應商的需求. 這導致了一個(gè)新規則和指南的框架，它們構成了 DNV 資格、認證、驗證和船級批準活動(dòng)的基礎。DNV 海事首席材料專(zhuān)家 Ramesh Babu Govindaraj 說(shuō)：“與大多數其他只有推薦實(shí)踐的船級社相反，DNV 實(shí)際上有增材制造的船級規則，因此增材制造材料、工藝和組件可以包含在分類(lèi)制度中. 這對設計人員和 OEM 都有好處，因為增材制造制造的零件將被接受用于分類(lèi)制度。這意味著(zhù)班級接受 AM 工藝的方式與接受軋制、鍛造和鑄造的方式相同?！?

為 OEM 和船東帶來(lái)的額外好處包括存儲的零件數字設計文件的可用性以及在需要備件時(shí)打印零件的選項。

在吹粉技術(shù) (BPT) 工藝中，激光束熔化從噴嘴吹出的環(huán)形圖案的金屬粉末。

制造批準、零件鑒定

到目前為止，DNV 專(zhuān)家在該領(lǐng)域的工作主要集中在金屬零件上，但從 2022 年起將包括非金屬材料，DNV Hamburg 材料與焊接和增材制造高級首席工程師兼實(shí)踐主管 Eva Junghans 博士說(shuō)?！?018 年，DNV 向 thyssenkrupp Marine Systems 頒發(fā)了首個(gè)增材制造制造商批準證書(shū)，使 thyssenkrupp TechCenter Additive Manufacturing 成為 DNV 批準的海事和一般工業(yè)應用供應商。不同制造商的進(jìn)一步批準以及向海運業(yè)供應的零件的資格，批準程序正在進(jìn)行中?！?nbsp;專(zhuān)家補充說(shuō)，分類(lèi)組件需要制造商資格 - 沒(méi)有這些批準，船舶不得安裝對安全至關(guān)重要的增材制造組件或更換零件?！斑@些部件對于船舶和海上或海上結構的安全和/或功能非常重要?！?

燈塔項目展示了增材制造的力量

Govindaraj 說(shuō)，隨著(zhù)行業(yè)發(fā)現增材制造與鑄造和鍛造相比的優(yōu)勢——例如更好的質(zhì)量控制、更一致的內部結構、創(chuàng )新的形狀和更短的交付時(shí)間——出現了許多獨特的項目。例如，DNV 已針對直徑為 2 米的船舶螺旋槳發(fā)布了驗證聲明，該螺旋槳由韓國 SY Metal 采用電弧增材制造 (WAAM) 工藝制造。WAAM 工藝的速度是傳統鑄造的兩倍，并提供了避免供應鏈瓶頸的解決方案；更重要的是，與微觀(guān)結構從表面到芯部變化的鑄件相比，WAAM 打印部件通常具有更高的強度，因為其微觀(guān)結構更規則。雖然原型的疲勞測試尚未進(jìn)行，

電弧增材制造 (WAAM)

WAAM 技術(shù)可用于制造各種零件。DNV 已為由 voestalpine B?hler Welding 制造的實(shí)心碳素鋼絲頒發(fā)了原料型式批準。Kongsberg Maritime 的曲柄盤(pán)由該線(xiàn)材制成，在聯(lián)合創(chuàng )新項目 (JIP) 中使用了 ADDILAN 設備，合作伙伴代表了 AM 價(jià)值鏈的所有部分。成功測試后將頒發(fā) DNV 原則和批準資格證書(shū)。

WAAM 生產(chǎn)的巴拿馬墊塊，一種特殊類(lèi)型的錨鏈孔，承載能力提高 20%，屈服強度是傳統鑄件的兩倍。

此外，DNV 為 WAAM 生產(chǎn)的非巴拿馬級墊塊（一種特殊類(lèi)型的錨鏈孔）發(fā)布了驗證聲明。載荷測試表明，該零件能夠承受比設計規格高出 20% 的載荷，并且屈服強度是傳統鑄件的兩倍。AML3D 董事總經(jīng)理 Andrew Sales 對與項目合作伙伴 Keppel Technology & Innovation (KTI) 和 DNV 的良好合作感到非常高興：“我們找到的解決方案已被證明是成功的。該組件用于非級海事應用，是世界上最大的增材制造船用配件。DNV 的驗證表明，AML3D 的專(zhuān)利線(xiàn)材增材制造 (WAM?) 工藝滿(mǎn)足海運行業(yè)的要求，并為進(jìn)一步的組件生產(chǎn)和驗證提供了框架和途徑。

粉末床融合 (PBF)

粉末床融合 (PBF) 或選擇性激光熔化 (SLM) 是一種增材制造技術(shù)，具有生產(chǎn)復雜幾何形狀的巨大潛力。在這個(gè)過(guò)程中，零件是在一個(gè)裝滿(mǎn)金屬粉末的盆中創(chuàng )建的。將高功率密度的激光束引導至粉末表面的特定位置，使粉末逐層熔化，形成固體結構。然后回收多余的粉末。PBF 確保了成品部件的高比密度和一致的機械性能，并已成功應用于制造像熱交換器一樣復雜的部件。在與 Kongsberg Maritime 和 AM 專(zhuān)家 SLM Solutions 正在進(jìn)行的聯(lián)合項目中，PBF 已被用于制造具有鈦內部蜂窩結構的創(chuàng )新中空推進(jìn)器葉片。該部件目前正在進(jìn)行疲勞測試。

吹粉技術(shù) (BPT)

類(lèi)似于 PBF 的工藝，吹粉技術(shù) (BPT) 是一種“定向能量沉積”工藝，其中噴嘴將由環(huán)形金屬粉末和惰性氣體流包圍的激光束引導到沉積位置，同時(shí)激光束熔化粉末。SHI、InssTek、KOS GLOBAL、PK Valve、KIMS、KAERI 和 DNV 的獨特聯(lián)合項目成功制造了行業(yè)首創(chuàng )的雙金屬低溫閥門(mén)。閥體由 SUS316L 不銹鋼制成，而將暴露于低溫介質(zhì)的內部襯有 3 mm 的耐腐蝕 Inconel 625 層。韓國專(zhuān)家 InssTek 使用同步 5 軸生產(chǎn)該零件運動(dòng)。Govindaraj 強調說(shuō)：“在如此復雜的幾何形狀中結合兩種材料，沒(méi)有替代工藝?！?nbsp;“這兩種材料由兩個(gè)交替操作的獨立噴嘴施加。這種方法使產(chǎn)品更便宜，因為昂貴的鉻鎳鐵合金只需要在內部，而低級不銹鋼完全足夠用于閥體。

” 閥門(mén)已通過(guò)壓力測試。DNV 向粉末制造商 KOS GLOBAL 頒發(fā)了原料型式批準，并向 InssTek 頒發(fā)了 OEM 批準?！斑@種閥門(mén)的成功將成為使用金屬 3D 打印技術(shù)制造的多材料零件的第一個(gè)用例，這不僅將徹底改變船舶行業(yè)，還將塑造我們今天在不同行業(yè)看到的制造實(shí)踐的方式，”Se-ho Park 表示，InssTek 副總裁。這種方法使產(chǎn)品更便宜，因為昂貴的鉻鎳鐵合金只需要在內部，而低級不銹鋼完全足夠用于閥體?！?nbsp;閥門(mén)已通過(guò)壓力測試。DNV 向粉末制造商 KOS GLOBAL 頒發(fā)了原料型式批準，并向 InssTek 頒發(fā)了 OEM 批準?！斑@種閥門(mén)的成功將成為使用金屬 3D 打印技術(shù)制造的多材料零件的第一個(gè)用例，這不僅將徹底改變船舶行業(yè)，還將塑造我們今天在不同行業(yè)看到的制造實(shí)踐的方式，”Se-ho Park 表示，InssTek 副總裁。

這種方法使產(chǎn)品更便宜，因為昂貴的鉻鎳鐵合金只需要在內部，而低級不銹鋼完全足夠用于閥體?！?nbsp;閥門(mén)已通過(guò)壓力測試。DNV 向粉末制造商 KOS GLOBAL 頒發(fā)了原料型式批準，并向 InssTek 頒發(fā)了 OEM 批準?！斑@種閥門(mén)的成功將成為使用金屬 3D 打印技術(shù)制造的多材料零件的第一個(gè)用例，這不僅將徹底改變船舶行業(yè)，還將塑造我們今天在不同行業(yè)看到的制造實(shí)踐的方式，”Se-ho Park 表示，InssTek 副總裁。以及對 InssTek 的 OEM 批準?！斑@種閥門(mén)的成功將成為使用金屬 3D 打印技術(shù)制造的多材料零件的第一個(gè)用例，這不僅將徹底改變船舶行業(yè)，還將塑造我們今天在不同行業(yè)看到的制造實(shí)踐的方式，”Se-ho Park 表示，InssTek 副總裁。以及對 InssTek 的 OEM 批準?！斑@種閥門(mén)的成功將成為使用金屬 3D 打印技術(shù)制造的多材料零件的第一個(gè)用例，這不僅將徹底改變船舶行業(yè)，還將塑造我們今天在不同行業(yè)看到的制造實(shí)踐的方式，”Se-ho Park 表示，InssTek 副總裁。

這種使用 BPT 制成的雙金屬低溫閥具有不銹鋼閥體和 Inconel 內襯。

JIP 推動(dòng)規則的發(fā)展

DNV 在增材制造方面的工作仍在繼續。在幾個(gè) JIP 聯(lián)盟中，DNV 的海事和能源系統業(yè)務(wù)領(lǐng)域正在聯(lián)合開(kāi)發(fā)新標準。新加坡海事和港務(wù)局 (MPA) 對在海事領(lǐng)域推廣增材制造表現出濃厚的興趣，并參與了多項增材制造計劃。DNV 位于新加坡的能源系統全球增材制造技術(shù)中心得到新加坡經(jīng)濟發(fā)展局 (EDB) 的支持，專(zhuān)注于增材制造研究以及咨詢(xún)服務(wù)和工業(yè)認證。DNV 海事為船舶和海上結構提供船級認可服務(wù)和驗證，其中涉及更廣泛的要求、測試和船上試驗。

thyssenkrupp Marine Systems 首席運營(yíng)官 Luis Alejandro Orellano 博士強調了認證對制造商的重要性：“我們很高興通過(guò) thyssenkrupp TechCenter Additive Manufacturing，我們現在有了一個(gè)經(jīng)過(guò)認證的合作伙伴，可以為 thyssenkrupp Marine Systems 提供符合我們自己和客戶(hù)的高期望。我們正在共同將創(chuàng )新的解決方案應用到我們的潛艇和艦艇中，為未來(lái)的海軍設定新標準?！?

“用于增材制造的 DNV 途徑在使增材制造成為安全關(guān)鍵、分類(lèi)和非分類(lèi)船舶零部件的關(guān)鍵技術(shù)方面取得了長(cháng)足的進(jìn)步，”Junghans 博士說(shuō)?！半S著(zhù)越來(lái)越多的增材制造材料、工藝、制造商和單個(gè)零件設計獲得船級認可，船東和船廠(chǎng)將能夠依賴(lài)越來(lái)越多的組件，這些組件的設計已針對預期應用進(jìn)行了優(yōu)化，并且功能更好，即更常規，材料特性，并且可以更快地以更低的成本提供?！?