Moi公司推出MAMBO游艇——3D打印試水大型海上船艇建造

導讀：2021年5月14日，南極熊獲悉，意大利Moi復(fù)合材料公司推出了一款3D打印游艇——MAMBO，向我們展示了連續(xù)纖維3D打印技術(shù)（CFM）可用于船艇行業(yè)的定制、自動化生產(chǎn)的可能性。

△Moi復(fù)合材料公司推出的MAMBO船，照片來源Moi Composites公司

自2015年為連續(xù)纖維制造（CFM）工藝申請專利以來，Moi復(fù)合材料公司（意大利米蘭）已經(jīng)為這種基于沉積模式的3D打印技術(shù)展開了一系列的探索應(yīng)用，包括螺旋槳葉片和假肢。CFM的主要特點包括Moi復(fù)合材料公司的定制設(shè)計軟件、紫外線（UV）固化、機器人手臂的使用和聯(lián)合制造模式。

最近，Moi公司在2020年10月熱那亞游艇展上正式亮相了一艘名為MAMBO的示范機動船，向我們展示了其CFM技術(shù)可作為更快、更具成本效益和創(chuàng)新的海洋結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造的解決方案。

△為了實現(xiàn)MAMBO設(shè)想中的復(fù)雜形狀，Moi復(fù)合材料公司及其合作伙伴使用Autodesk軟件來設(shè)計船艇上的50個獨立3D打印構(gòu)件

Moi復(fù)合材料公司的聯(lián)合創(chuàng)始人Gabriele Natale聲稱，他和另一位聯(lián)合創(chuàng)始人Michele Tonizzo早在2017年意大利熱那亞船展上就提出了MAMBO的想法。同為釣魚愛好者的Natale說：“我和Tonizzo意識到，許多越來越有創(chuàng)意和創(chuàng)新的船只是被設(shè)計而從未被建造或制作成原型，這可能是因為建造大型復(fù)雜的玻璃纖維復(fù)合材料船體的模具成本太昂貴，而且制造物流太復(fù)雜。我們認識到Tonizzo的無模、連續(xù)纖維3D打印技術(shù)可以成為一個有利的解決方案。從那里開始，我們開始便制定計劃，并開始與船舶行業(yè)的合作伙伴會面�！�

MAMBO長6.5米，寬2.5米，凈重約為800公斤。它配備了導航系統(tǒng)、軟木地板、白色皮革座椅和115馬力（hp）發(fā)動機。Moi復(fù)合材料公司與海洋設(shè)計工程工作室MICAD（意大利萊切）合作，為整船設(shè)計了結(jié)構(gòu)設(shè)計概念，將有機形狀融入其結(jié)構(gòu)元素，其靈感來自于Sonny Levi的著名Arcidiavolo雙體船。用于設(shè)計和部件的流體動力學分析的則是Autodesk（美國加州圣拉斐爾）的軟件。

打印和組裝

歐文斯科寧公司復(fù)合材料科學和技術(shù)副總裁Anne Berthereau博士指出：“船體和甲板是用歐文斯科寧公司（美國俄亥俄州托萊多市）提供的單向（UD）連續(xù)玻璃纖維和乙烯基酯樹脂打印而成。我們的產(chǎn)品完全適應(yīng)創(chuàng)新的制造工藝，在機械性能方面有明顯的改進�！�

△Moi復(fù)合材料公司的連續(xù)纖維制造3D打印機

△Moi復(fù)合材料公司連續(xù)纖維制造3D打印機上的KUKA機械臂；使用Moi復(fù)合材料公司基于沉積的紫外線固化CFM技術(shù)、機械臂和數(shù)字設(shè)計軟件，部件的打印在Moi的米蘭工廠和合作伙伴歐特克在英國的先進制造工廠之間進行

這艘船被設(shè)計成50個獨立的打印部分，其中一半在Moi復(fù)合材料公司的米蘭工廠打印，另一半在合作伙伴歐特克公司位于英國伯明翰的先進制造廠（ACF）打印。Moi復(fù)合材料公司基于沉積的CFM三維打印技術(shù)，在打印頭旁邊裝有紫外線燈，用于原位固化，兩個工廠都使用了KUKA雙機器人。Natale說："我們在一個基于云的共享文件平臺上分割型材，以跟蹤型材的生產(chǎn)情況。通過這種方式，我們能夠快速打印整艘船，所有部件的總打印時間約為兩個月。

打印出來的部件被運到Catmarine公司在意大利米吉亞諾的船廠進行組裝。Moi復(fù)合材料公司的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略負責人Merry Le指出：“每個部件都被拼接在一起，就像樂高積木一樣。--然后用粘合劑粘合起來。然后，整個船體通過手工分層與額外的玻璃纖維/聚酯層和PVC夾層進行層壓。這樣做是為了使最終的船在結(jié)構(gòu)上具有連續(xù)性"。他補充說道："有一天，也許我們會有一臺機器可以一次性3D打印整個6.5米的船。今天，它是增材制造和傳統(tǒng)制造之間的一個混合過程"。在船體和甲板被完全組裝、打磨和涂膠后，Moi復(fù)合材料公司的合作伙伴為該結(jié)構(gòu)配備了推進器、導航和其他系統(tǒng)，以完成該船。

裝配和精加工

△打印完成后，所有部件被運到Catmarine在意大利Miggiano的船廠進行組裝

△50個3D打印的玻璃纖維組件被化學粘合在一起

△額外的玻璃纖維/聚酯層由手工在3D打印的結(jié)構(gòu)核心上層壓，然后進行精加工和凝膠涂層

△成品船的特寫

MAMBO后續(xù)的制造步驟

2020年秋季MAMBO進行了初步的海試和穩(wěn)定性測試，船速最高達到26節(jié)。因疫情原因推遲了很多的遠距離測試，但Moi復(fù)合材料公司計劃在2021年夏季繼續(xù)進行海試，努力實現(xiàn)該船的認證。Le說："我們希望能夠與我們的合作伙伴（如歐特克）一起在未來的貿(mào)易展上展示MAMBO，以展示CFM技術(shù)的潛力。 “

△完工的MAMBO游艇

在材料方面，歐文斯康寧公司的Berthereau希望該項目能成為玻璃纖維在復(fù)合材料新工藝應(yīng)用中的一個案例。她說："這項技術(shù)融合了熱固性復(fù)合材料的優(yōu)勢和增材制造的潛力，可以在沒有模具的情況下實現(xiàn)完全自由的形狀，并生產(chǎn)小批量和定制的零件。與Moi的合作是歐文斯科寧與初創(chuàng)公司合作的一個案例，也展示了我們應(yīng)用玻璃纖維技術(shù)為客戶提供解決方案的能力。"

除了MAMBO，Moi復(fù)合材料公司還希望將其技術(shù)的速度、多功能性和靈活性優(yōu)勢擴展到其他船舶和海洋項目。Natale指出："增材制造、數(shù)字化和自動化的結(jié)合可以加快新概念和未來主義項目的創(chuàng)造，因為對于你想要設(shè)計的每一艘船，你都不需要創(chuàng)造一個新的模具。使用這種技術(shù)，你可以很容易地修改你的3D模型，然后再次打印。這特別適合于短期或一次性的概念船"。