近日，由荷蘭達(dá)門造船集團(tuán)帶頭制造的世界上第一個(gè)船級社認(rèn)證的3D打印船用螺旋槳已接近完工。這個(gè)螺旋槳是使用RAMLAB增-減材混合方法制造，將用于展示服務(wù)。它為未來設(shè)計(jì)更復(fù)雜可靠的3D打印螺旋槳打下了基礎(chǔ)。

日前，荷蘭達(dá)門造船集團(tuán)與RAMLAB實(shí)驗(yàn)室、德國螺旋槳制造商Promarin、軟件巨頭Autodesk及法國船級社(BV)組成聯(lián)盟，開發(fā)世界上第一個(gè)船級社認(rèn)證的3D打印船用螺旋槳WAAMpeller，目前這個(gè)螺旋槳已接近完工。

這個(gè)螺旋槳是使用RAMLAB增-減材混合方法制造，整個(gè)過程首先使用Autodesk的軟件完成3D建模;然后使用RAMLAB的電弧焊接式6軸機(jī)械臂3D打印，打印材料為鎳鋁青銅合金，最后通過車削和研磨等傳統(tǒng)減材工藝精加工并且得到成品。

WAAMpeller直徑為1.35米，重400公斤，它很好地展示出了RAMLAB 3D打印機(jī)的打印能力，其可打印的最大尺寸達(dá)7 x 2 x 2米。目前3D打印已完成其使命，接下來將交由Autodesk在英國伯明翰的現(xiàn)在制造工廠進(jìn)行CNC研磨。

為了打印出這個(gè)螺旋槳，團(tuán)隊(duì)做了許多努力，特別是在材料方面。

達(dá)門的研發(fā)部門項(xiàng)目工程師 Kees Custers表示，“因?yàn)?D打印的材料是一層一層疊加，因此在不同方向上會顯示出不同的物理屬性—— 這種特性被稱為各向異性，鋼或者鑄造材料是各向同性的，換句話說，它們在各個(gè)方向上的屬性相同。”

因此就需要對材料進(jìn)行廣泛的測試，以確保其能符合美國船級社的標(biāo)準(zhǔn)。

“這涉及到兩個(gè)直接的材料墻——然后使用銑床來生產(chǎn)樣品，來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的拉伸和靜強(qiáng)度測試，” Custers解釋，“項(xiàng)目的挑戰(zhàn)在于需要將電腦上的3D CAD文件轉(zhuǎn)變成一個(gè)物理實(shí)體，而更加充滿挑戰(zhàn)的是，這個(gè)螺旋槳是雙螺旋屏，一些突出的部分非常棘手。”

但最終該團(tuán)隊(duì)做到了，完成WAAMpeller的原型研發(fā)意味著為未來設(shè)計(jì)更復(fù)雜可靠的3D打印螺旋槳打下了基礎(chǔ)。

在 RAMLAB工作的特溫特大學(xué)博士后研究員Wei Ya表示，“材料特性和機(jī)械測試一直是這個(gè)項(xiàng)目非常重要的組成部分，我們必須保證材料滿足應(yīng)用的需要，例如，材料的韌性必須能夠確保螺旋槳可以吸收大力沖擊力量而不受損。但是我們也一直在為優(yōu)化3D金屬沉積的生產(chǎn)策略而努力，包括焊珠的形狀和寬度，以及如何更快的沉積打印材料。”

“WAAMpeller的出現(xiàn)對于海洋工業(yè)來說是有突破性影響的，大規(guī)模的3D金屬沉積改變了我們制造東西的概念，利用增材制造，你可以打印出大多數(shù)所需的金屬部件，這些技術(shù)將對未來供應(yīng)鏈產(chǎn)生巨大的影響。”

據(jù)了解，首個(gè)螺旋槳將用于展示服務(wù)，下個(gè)月，該團(tuán)隊(duì)開始生產(chǎn)第二個(gè)WAAMpeller，最終會安裝在荷蘭達(dá)門造船集團(tuán)的拖輪上。