近日，瑞典RISE研究院的增材制造科学家Emil Johansson发布了一个新项目，展示了功能齐全的全3D打印船只。研究人员于12月中旬在瑞典西海岸测试了一艘3D打印的摩托艇，同时对活动进行了流媒体直播，从画面中可以看出这艘3D打印的小船能够完美地在水面行驶。近年来，3D打印不断发展，渗透了各行各业，给船舶工业带来了新的机遇，有着不可估量的市场潜力。

万物皆可打印

3D打印又称“增材制造”（Additive Manufacturing），它的出现可以说颠覆了人们对传统生产制造的认知。

与普通打印机相比，3D打印机的工作原理和前者基本相同，只是打印材料有些不同。普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有粉末状的金属、陶瓷、砂，以及塑料等可粘合的打印材料。当3D打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把打印材料一层层叠加起来，最终把计算机上的模型变成实物。

起初，3D打印主要是在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于某些产品或零部件的直接生产制造。到目前为止，增材制造技术已成功应用于食品、艺术品、时装、航空航天、汽车、医疗、建筑及教育等行业，被美国《时代》周刊列为“美国十大增长最快的工业”，英国《经济学人》则将其推崇为“第三次工业革命”。由此可见增材制造技术的优势与发展前景。

据公开信息，目前3D打印采用的主流技术有：FDM熔融沉积、SLS粉末材料选择性激光烧结、DLP光固化、SLA光敏树脂选择性固化等。

根据CCID公布的数据显示，2019年，中国3D打印应用服务产业结构中，工业领域应用服务产业规模29.23亿元，占比达到64%；消费领域应用服务产业规模16.44亿元，占比36%。船舶工业作为传统工业的一大组成部分，近年来也开始受到3D打印的影响。

船体到备件一网“打”尽

2019年10月10日，一艘长7.6米、重2268公斤的3D打印船在美国缅因大学(University of Maine)一个实验室公开亮相，这是有史以来体积最大的3D打印物和3D打印船。打印出这艘船的全球最大型打印机有21米长，造价250万美元，每小时可喷射226.8公斤塑料聚合物颗粒。

2020年10月1日至6日举行的的意大利热那亚国际船舶展上，意大利科技初创公司Moi Composites，正式推出全球第一艘3D打印玻璃纤维船。这艘3D打印船长6.5米，宽2.5米，重约800公斤，采用了MOi公司的连续纤维制造（CFM）专利技术。这项技术将连续纤维热固性复合材料的高性能，与增材制造工艺的潜力和优势结合。该工艺可以实现定制和高机械性能，这是传统制造无法提供的。这种材料使产品坚固耐用，重量轻，而机器人系统可实现打印尺寸的可扩展性。

今年11月初，荷兰莱顿大学的物理学家利用3D打印技术打印出了世界上最小的船只。船只长30微米，只有一根头发丝的三分之一粗细，比细菌细胞大六倍。尽管极其微小，但是经过电子显微镜放大后，可以看见它的设计十分精致，有一个开放的船舱、一根烟囱，甚至还有小舷窗。它虽然没有推进器，但船身上印了组成螺旋状的微粒，令它可以用像开瓶器拧动的方式，在液体中推动前进。研制者丹尼拉·卡夫表示：“在未来的临床医学中，对于治疗诊断以及人体内精准靶向的药物输送，微型3D打印船只技术可能起到重要作用。”

3D打印除了船体，还延伸至船舶备件供应领域。对于船舶来说，尤其是远洋油轮和远海航行或作战的军船，设备故障的修理是很常见的事情，为了应付一些突发情况所需的零部件，要么随船带足事先预想的各种可能需要的零件；要么想办法靠岸修理，这两种选择无论哪种都会带来较高的修理成本和风险。将3D打印技术应用到船舶备件的供应链中，不失为一种很好的解决方法。

这对于海运业中的一些大的运营商而言，3D打印船舶备件正迅速成为一个非常有价值的高潜力业务领域。

近日，法国船级社（BV）和制造服务商3D metal Forge（3DMF）以及新加坡海工服务供应商PACC Offshore Services Holdings（POSH）正在合作进行海事行业增材制造联合工业项目（JIP）。

一些活跃在海运行业的大型公司，例如威廉森、蒂森克虏伯、尹森、瓦锡兰、川崎重工，以及大型咨询公司（例如DNV GL），正在进行大量投资，开发基础设施，通过增材制造技术生产船只备件，在按需求定制和数字仓库能力方面受益。DNV GL已颁发证书，认证蒂森克虏伯的TechCenter增材制造公司成为全球第一家海事应用3D打印零件生产商。

3D打印优势尽显

3D打印船舶与传统的减材制造工艺相比具有众多优势。传统的减材制造工艺是指利用已有的几何模型工件，用工具将材料逐步切削、打磨、雕刻，最终成为所需的零件。而3D打印即增材制造，是借助于3D打印设备，对数字三维模型进行分层处理，将金属粉末、热塑性材料、树脂等特殊材料一层一层地不断堆积黏结，最终叠加形成一个三维整体。所以，首当其冲的就是无材料损耗。3D打印按照所需直接建造，仅使用所必需的材料数量，不会产生多余的废料。这使得造船的成本近一步降低，从而间接减少人工成本和建造周期。

每艘船在建造的时候都有自己不同的优势和使用场景。有的侧重于速度，有的侧重于平衡。有了3D打印机的加入，人们可以使用定制方式来创建船舶的零件，从而优化船的整体性能，例如3D打印船身的骨架。3D打印只需根据自己的喜好调整3D模型即可。

在船舶轻量化建造方面，与传统制造方法相比，3D打印生产的零件重量更轻。这就意味着船体能够在保证足够的强度时速度能够变得更快，获得更好的平衡性，降低减重带来的潜在风险。

水上航行可能会出现很多察觉不到的风险，汹涌的水流会导致船体的损坏部分或颠簸；船壳长期在水里会变得很脏，一旦损坏或肮脏，船体将失去速度或效力；行驶过程中轻微的撞击通常也会导致船体部件的损坏。而通过3D打印，人们可以快速进行船体部件的维修与更换。

增材制造技术的发展日新月异，科技工作者们一致认为增材制造技术必将广泛应用于船舶制造业，对造船业产生深远的影响。