3D打印技术将如何颠覆船舶制造业？
3D打印技术将如何颠覆船舶制造业？
2025年1月，中船海洋动力部件有限公司向国家知识产权局提交了一项重要专利申请——“一种带有烧结功能的树脂粘结砂型3D打印装置”。这项创新技术不仅展现了3D打印在铸造领域的最新进展，更预示着其在船舶制造业的巨大潜力。
3D打印技术在船舶制造业的应用现状
在船舶发动机制造领域，3D打印技术已展现出独特优势。通过3D建模软件，设计师可以精确创建发动机各部件的数字模型，包括气缸、曲轴、连杆、喷油嘴等关键组件，并直接通过3D打印机制造实体模型。这种技术极大简化了模型制造流程，显著缩短了从设计到实物的周期。
除了模型制造，3D打印技术还在教育和培训领域发挥重要作用。学生和工程师可以通过观察、拆解和组装3D打印的发动机模型，深入理解其结构和工作原理。同时，这种技术也广泛应用于船舶发动机的研发过程。例如，丹麦技术大学（DTU）与MAN能源解决方案公司的合作项目中，研究人员利用3D打印技术快速制造改进的喷油嘴原型，并通过测试验证其性能优势。
3D打印技术如何改变传统造船工艺
与传统减材制造不同，3D打印根据数字设计蓝图逐层构建组件，允许高度定制化设计，并最大限度减少材料浪费。这一特性在船舶制造业中具有革命性意义。
英国劳氏船级社（LR）首席增材制造技术专家Adam Saxty指出，3D打印技术通过拓扑优化工艺，可以生产更轻的部件，从而降低船舶总重量，提高燃油效率。此外，该技术还支持按需本地化生产，通过数字方式发送蓝图并在靠近使用点的地方制造零件，降低运输成本和相关排放。
更值得一提的是，3D打印技术有助于管理零部件过时问题，减少高库存存储需求，提高供应链弹性。在MariLight项目中，研究人员正在探索使用增材制造工艺生产优化组件，以制造更轻、更省油的船舶。这些组件采用拓扑优化设计，在保持结构完整性的同时最大限度减少质量，外观上呈现出类似肌肉或肌腱的有机形态。
未来展望：机遇与挑战并存
尽管3D打印技术在船舶制造业展现出巨大潜力，但大规模应用仍面临诸多挑战。例如，需要升级增材制造工艺以满足海事部件的尺寸和耐用性要求，同时确保生产符合严格的安全标准。此外，标准化认证流程，特别是针对大型部件如螺旋桨的认证，也是亟待解决的问题。
然而，随着技术进步和标准完善，3D打印有望在未来5-10年内成为某些海事领域的主流制造方法，特别是在传统供应链尚未建立的地区或行业。这将推动船舶制造业向数字化、智能化转型，缩短交货时间，降低长期成本。
对我国而言，3D打印技术的发展为从造船大国向造船强国转变提供了重要机遇。通过持续创新和研发投入，我国企业如中船海洋动力等已在该领域取得重要突破。随着技术不断成熟，3D打印有望重塑船舶制造业格局，推动我国在全球造船业中占据更加重要的地位。