3D打印催生的后市場商業模式：按需制作的船用部件
魔猴君 行業資訊 2582天前
作為全歐洲最繁忙的港口，鹿特丹港在過去的一年里共有105,000艘內河船和29,000艘海船駛入和駛出，運載了共計4億6百多萬噸貨物。
圖片：鹿特丹港，來源：TCT
有趣的是這個最繁忙的港口在創新層面上頗為積極，還引入了3D打印技術來按需制作船用部件。“創新”對鹿特丹港并非陌生的詞匯。以1966年的例子來說，當時鹿特丹港第一次想出使用40英尺長帶有雙開門的鋼制箱子來裝載貨物，這使得集裝箱這一發明首度呈現于世人的眼前，雖說這一發明如今看來十分簡單也十分基本，但鹿特丹港是第一個敢于吃螃蟹的港。通過與創新生態公司合作探索更加智能化的海洋工程和物流運輸，鹿特丹港持續保持著這種開拓精神。
圖片：定向能量沉積金屬3D打印，來源：TCT
該戰略的其中一部分就是RAMLAB,這是一個專門進行增材制造的場所，于去年11月成立，專門制造按需認證的金屬零部件。該場所的首個實驗室是在鹿特丹港，在InnovationQuarter和RDM Makerspace的合作下建成，并提出如果大型金屬零部件可以根據需要在當地生產，可以顯著縮短漫長的交貨時間，并降低庫存成本。一個由20多家公司組成的集團，通過一些典型的海運零部件的案例，分享了他們的專業知識并研究了增材制造是否可以應用其中。最近的一個項目是與Autodesk合作的，為期一年，通過混合增減材制造技術來探索船用螺旋槳的制造。
圖片：空心螺旋槳葉片原型，來源：TCT
“總是人適應環境，而非環境適應人，當然除非你是喬布斯。”Autodesk公司的Kelvin Hamilton表示。“我們對我們的合作組織充滿信心，因為沒有一家公司或個人什么都懂，但如果每個人都能積極參與，就可以更快地實現我們的目標。”
Autodesk開始于設計和建造單個螺旋槳葉片，以證明線弧增材制造（WAAM），這是一種類似于焊接的技術，利用Valk焊接機器人的機械臂可以不受成型尺寸限制地制造大型零件，然后再經過機器精加工。Kelvin解釋道：“這將能很快融入到應用端，因為WAAM使用金屬焊絲作為原料，所以也就意味著不需要SLM技術所需的特定粉末，也沒有余料處理問題，因此港口工程師們可以繼續使用他們一直在使用的材料。”
圖片：最終完工時的螺旋槳，來源：TCT
目前看來，這種材料的易用性會是RAMLAB成功的關鍵。因為直到目前，海運業使用3D打印技術的步伐還十分緩慢。然而因工業備件在其供應鏈的重要性，3D打印技術未來必然大有可為。通過先難后易的方式，先攻克最難的部分（螺旋槳設計目前還不能使用增材制造技術進行生產），聯盟的目標是用這種方式展示3D打印技術到底多厲害。
圖片：在建造過程中檢查零部件，來源：TCT
“我們這個行業雖然保守，但總要有第一個吃螃蟹的人，我們的開放實驗室邀請大家前來參.觀，讓大家看看它究竟可以做到什么程度。”RAMLAB董事總經理Vincent Wegener解釋道。“當他們親眼目睹實驗的成果后，他們就會看到其潛力所在。”
第一個螺旋槳就是用不銹鋼材料進行制作的，不銹鋼與目前用于航海部件的防腐蝕材料的船用鎳鋁青銅非常相似，以不銹鋼為材料測試將可作為鎳鋁青銅一種概念驗證。與航天等行業不同，船舶工業對產品的重量要求不高，所以團隊可以用實心打造螺旋槳。但Kelvin表示，就未來的投資回報來看，還是需要生成性設計或者中空填充的產品。一旦材料測試完成，團隊將開始構建船舶行業的增材路線圖，并用實際在海上航行的船只來收集真實數據。如果一切進展順利，就可以安置在船上進入正常使用，進一步測試其壽命和耐腐蝕性表現。
一旦產品完成，下一個挑戰就是認證和風險管理組織，勞氏船級社與RAMLAB合作處理WAAM的認證過程。之前還沒有適用增材制造的最優或標準化認證體系，自2015年與TWI合作以來，公司一直在尋找關于增材制造零部件的第三方認證。
“RAMLAB項目是邁向該產業激動人心的一步，它代表著類似于WAAM這種增材制造工藝的潛力，”勞氏創意部總監Tom White解釋說。“在RAMLAB，我們的專家和代表們跟各行各業的設計師、終端用戶以及制造商一起，提供指導、共同合作解決整個產品生命周期中的技術及安全規范問題。”
勞氏發行了專為增材制造技術設計的指導說明和路線規劃，其將為增材制造部件在對安全要求較高行業的使用提供指導。如今他們已經利用知識和經驗總結，幫助增材制造的零部件和工藝安全地投入了市場。Vincent說，在RAMLAB，他們正在研究完善如何監控WAAM工藝以確保生產出可信賴、可重復生產的產品。
Tom還說，“在為這些制造工藝和產品提供認證和質保中，我們支持合作方去根據每一個不同的項目開發完整的定制化的方案，只要其符合生產過程規格和使用情況。”
RAMLAB和其他幾個新興的科技公司算是鹿特丹港內廣義范圍上的創意集群，包括環保材料開發商MgAubel；為內河航運提供實時信息的AIS Buddy軟件公司；和每次可以從水中移出500kg的垃圾前衛水下無人機—Water Shark。
按照RAMLAB對供應鏈的理解，他們就像一個文件夾的數據儲存庫，他們可以用自己的金屬3D打印機在幾天之內完成零件的生產并直接送到碼頭，而不用花費數周甚至幾個月的時間去運輸傳統模式制造的部件。在海工設備內部零件的制造上（像石油鉆井平臺）也可以少一些材料的損耗，或者與焊料合為一體。
雖然它仍處于早期發展階段，但是世界各地的港口已經對它產生了興趣，他們都希望能成為這種數字化生態系統的參與者，Vincent說這樣就會產生一種類似“谷歌安卓手機聯盟”的效應。鹿特丹港想成為這個領域的谷歌，并引領其他港口以這種構想讓海洋產業遵照工業4.0的標準發展。
Vincent還補充道，“我們只是鹿特丹港成為世界第一智能港口大戰略的一部分。只是這個拼圖中的一小塊。”
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