Formlabs助力航海制造业数字化变革:Form 4L 3D打印 Tough 1500 V2树脂定制游艇部件

B站影视 电影资讯 2025-09-19 15:23 1

摘要:维京游艇通过引入Form 4L 3D打印系统,实现了定制化零部件制造范式的根本性转变——将传统工艺耗时数周的生产周期压缩至24小时内完成,同时将材料损耗降低90%,为高端游艇制造业树立了数字化转型新标杆。

维京游艇通过引入Form 4L 3D打印系统,实现了定制化零部件制造范式的根本性转变——将传统工艺耗时数周的生产周期压缩至24小时内完成,同时将材料损耗降低90%,为高端游艇制造业树立了数字化转型新标杆。

“在船舶行业,许多游艇部件都是某一型号专属,甚至仅为某一艘游艇定制。我们生产某个部件时,可能会制造上百次,也可能只制造一次 —— 而这种高混合度、小批量的需求,恰恰是 3D 打印的优势所在。”

——Winston Zeberlein,维京游轮高级制造工程师


六年前,Zeberlein加入维京游轮公司,将3D打印技术引入设计与工程部门。虽然传统制造方法仍不可或缺,但高度定制的游艇零部件往往需要耗时一周甚至更长时间。如今,凭借Form 4L打印机的速度、表面高光洁度和材料性能,这类零件——尤其是小型玻璃纤维模具和工装仅需单日即可完成,所需工时也大幅缩减。

游艇制造面临两大核心挑战:一是大量一次性定制需求,二是最终产品必须经受紫外线、海水侵蚀、盐雾和高温等严苛海洋环境的考验。通过使用Form 4L设备,在以下应用场景实现了时间与材料的双重优化:

原型制造:包括不锈钢熔模铸造的原型制作;玻璃纤维模具与工装:例如树脂打印嵌件(此类嵌件用于在复合材料部件中形成小型结构特征);终端使用部件:采用Tough 1500 Resin V2材料打印的定制支架、底座及硬件,可与客户指定的音响系统、导航设备和钓鱼配件等实现无缝集成;

维京游轮公司以其高度定制化著称——每艘游艇都是独一无二的。Tough 1500 V2树脂材料能够以最少的后处理工序,轻松集成一次性硬件或设备选项,同时提供媲美注塑件的外观质感与触感。


Form 4L:无需调试 即打即用


Zeberlein在 2013 年拥有了自己的第一台 3D 打印机,此后便一直投身于增材制造领域。他自称“技术匠人”,最初的工作就是调整设备参数、维修机器。

可靠性、打印速度、成型尺寸、精度及材料性能是公司选择Form4L打印机的核心考量。他们特别指出,比Form 4L尺寸更大的设备价格会呈指数级增长,且通常采用基于激光的立体光刻技术,其打印耗时往往成倍增加。Form 4L恰好在打印速度、构建体积与成本之间实现了完美平衡。


玻纤模具用挡料板与脱模件


挡料板(也称为 “脱模件”)用于在玻璃纤维模具中塑造特定结构,为舷窗、水下照明灯等部件预留安装空间。传统上,挡料板由泡沫或高密度聚乙烯(HDPE)制成,要么通过手工塑形,要么用计算机数控(CNC)机床切割。泡沫材质的挡料板需要先涂覆厚涂底漆进行表面修整,再经过打磨和抛光处理;根据部件复杂程度,整个过程可能需要 2 至 4 天。而借助 Form 4L一个部件的打印仅需 4 至 8 小时,后续抛光也只需 30 至 45 分钟。

使用 V5 黑色树脂打印的挡板在使用前会进行高度抛光处理左图为抛光后的挡板,右图为未抛光的挡板,两者均采用 V5 黑色树脂打印


挡板抛光完成后,会被装配到玻璃纤维模具中

挡板部件根据使用频次差异,分别选用黑色V5树脂或Tough 1500树脂V2材料进行打印。"黑色树脂V5因硬度略高更易抛光,适合单次使用的零件能快速完成表面处理,但其脆性较高;而对于需要长期存在于生产环境中、可能经受敲击或坠落的零件,Tough 1500树脂V2则展现出卓越的耐用性。"


Tough 1500树脂V2打造高强度终端部件

Zeberlein 在维京游艇最初使用线材3D打印机进行作业。虽然ASA材料能耐受紫外线,但每个部件都需要经过繁重的手工打磨才能进行喷涂,以实现与周边船体部件的色彩匹配。

采用Form 4L掩膜光固化(MSLA)技术打印的部件具有精细的表面质量,仅需微量打磨抛光即可达到注塑件的外观标准。随着Tough 1500树脂V2的推出,泽布莱恩得以获得一种在强度、刚度和韧性上与聚丙烯(PP)相媲美的耐用材料,具有优异的抗断裂、抗冲击和抗碎裂性能。根据他的实践经验,用该材料打印的部件既能承受坠落冲击,也能经受反复敲击而完好无损。

使用Tough 1500树脂打印的终端部件会进行配色喷涂,既实现与游艇的色彩协调,也提供紫外线防护。自该材料发布以来,Zeberlein还持续对未涂层、未喷涂的部件进行紫外线曝露测试,验证材料在自然条件下的耐久性。测试部件持续暴露阳光下超过四个月,未出现任何紫外线损伤迹象。


行业影响

传统工艺制造定制船艇部件既依赖高技术工种,又需漫长生产周期。与其他行业相同,3D打印技术的引入显著加速了原型制作进程。

Tough 1500树脂V2不仅能承受冲击和使用磨损,还具备抵御自然侵蚀的能力,满足海洋应用环境严苛要求。该材料的机械性能实现了定制游艇终端部件的直接3D打印生产,耗时仅为传统方法的零头。

玻纤模具采用Tough 1500 V2打印而成玻纤模具采用Tough 1500 V2打印而成

Zeberlein认为,3D打印终端部件与模具挡板技术将为船舶制造业带来三大变革:

时间成本压缩:模具制造周期从数周缩短至数日;材料浪费削减:相比传统CNC切削减少高达90%的材料损耗;人力资源优化:让技术工匠专注于高附加值创作而非重复劳动;


来源:形优三维

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