ABS大力推進海事領域增材制造技術應用

2025年6月17日，南極熊獲悉，美國船級社(ABS)正在海事領域增材制造技術應用方面取得重大進展。在行業(yè)需求不斷增長的背景下，ABS積極開發(fā)新的認證框架、建立戰(zhàn)略合作伙伴關系，并推動開創(chuàng)性項目，將增材制造解決方案應用于實際場景。近日，ABS技術首席工程師wenjin Wu博士在接受媒體采訪時，詳細介紹了公司在促進船舶建造、海上工業(yè)和數(shù)字供應鏈中增材制造技術應用與商業(yè)化方面的持續(xù)努力。


△ 關鍵增材制造計劃

彌合海事增材制造領域的應用鴻溝

盡管業(yè)界普遍認可3D打印技術在海事行業(yè)的潛力，但商業(yè)應用案例數(shù)量仍比較有限。Wu博士表示："雖然增材制造技術的可行性已得到認可，但真正的挑戰(zhàn)在于能充分展現(xiàn)其潛力的高影響力項目。近年來，我們一直專注于海事增材制造領域。增材制造技術顯然很有用，但商業(yè)應用案例仍需進一步發(fā)展。從技術上講，我們想做的大部分工作都是可行的，但挑戰(zhàn)在于開展真正推動行業(yè)發(fā)展的高影響力項目。目前行業(yè)中看到的許多應用案例都涉及非關鍵部件，這正是我們努力解決的主要問題。"ABS正通過與行業(yè)領導者合作，對增材制造部件進行認證，簡化監(jiān)管框架，并積極推動將關鍵船級部件納入實際海事運營。

開發(fā)實用型3D打印螺旋槳

ABS的主要合作項目之一是與新加坡制造公司Mencast合作開發(fā)可用于生產(chǎn)的3D打印螺旋槳。與以往從未轉(zhuǎn)化為商業(yè)用途的原型不同，該項目旨在展示一種經(jīng)濟高效的制造方法，用于制造船級安全關鍵船舶組件。

Wu博士表示："打印螺旋槳并不是新鮮事，但過去所有打印的螺旋槳都是原型，從未進入商業(yè)使用，我們與Mencast的合作則有所不同。他們開發(fā)了一種獨特的制造方法，可以優(yōu)化成本效益，我們正共同努力創(chuàng)造一個真正可用于生產(chǎn)的螺旋槳。如果我們成功了，這將向業(yè)界傳遞一個非常強烈的信號：3D打印不僅適用于小型非關鍵部件，也適用于核心船級組件。"


△ wenjin Wu博士

加速認證流程

ABS已在制定海事增材制造標準方面發(fā)揮了關鍵作用，包括《ABS Requirements for Additive Manufacturing》，概述了增材制造設計、原料材料、構建過程以及檢驗和測試的標準。它涵蓋了增材制造設施和零部件的資格認證和認證過程，重點關注材料擠出、粉末床熔合和定向能量沉積技術。此外，ABS還發(fā)布了一份咨詢報告，詳細說明了增材制造的技術挑戰(zhàn)、權衡和質(zhì)量考慮因素。

最近，ABS開始利用自動化將認證提升到新水平。該組織正在探索利用打印過程中的原位監(jiān)測和建模的快速驗證技術，以最大限度地減少昂貴且耗時的生產(chǎn)后測試。

Wu博士表示："我們相信可以利用增強的認證技術作為推動增材制造應用快速發(fā)展的推動力。目前，大多數(shù)零部件仍需要進行廣泛的物理測試，包括多個測試樣本，這增加了成本并延遲了生產(chǎn)。如果增材制造真正實現(xiàn)按需制造的承諾，我們需要找到加速認證而不損害安全的方法。這就是為什么我們正在探索使用實時過程數(shù)據(jù)來驗證零部件完整性的快速驗證方法。我們在試點項目中已經(jīng)看到了非常積極的結(jié)果，現(xiàn)在我們正在努力完善方法并建立行業(yè)通用框架。"

陸地和海上的3D打印應用

ABS與現(xiàn)代重工(HD Hyundai Heavy Industries)合作，在開發(fā)船上3D打印能力方面發(fā)揮著關鍵作用。新推出的"3D打印數(shù)字工作室"旨在為船舶提供一種內(nèi)部制造解決方案，可在海上生產(chǎn)關鍵備件。這不僅減少了交貨時間和成本，還增強了全球航運業(yè)的運營彈性。然而，船上增材制造面臨獨特的挑戰(zhàn)，包括運動引起的不穩(wěn)定性、認證復雜性以及與現(xiàn)有監(jiān)管框架的整合——ABS正通過嚴格的測試和認證流程積極解決這些挑戰(zhàn)。

Wu博士表示："將增材制造技術帶到船上是一個改變游戲規(guī)則的舉措，但這并不僅是安裝一臺打印機那么簡單，我們需要考慮許多挑戰(zhàn)——當船在移動時如何保持打印質(zhì)量？如何認證在非傳統(tǒng)環(huán)境中生產(chǎn)的零部件？現(xiàn)代重工對此有著非常前瞻性的思考，我們正與他們密切合作，開發(fā)使船上增材制造商業(yè)可行的解決方案。"

數(shù)字倉儲促進按需生產(chǎn)

除了單個組件外，ABS還在數(shù)字倉儲領域開展合作，以促進零部件按需生產(chǎn)。與Pelagus 3D(威廉姆森和蒂森克虜伯的合資企業(yè))的關鍵合作重點是簡化增材制造備件的認證和審批流程。該合作將ABS測試要求集成到Pelagus 3D的數(shù)字庫存平臺中以加速海洋和海上行業(yè)采用增材制造技術。

Wu博士表示："目前，海事領域最大的痛點之一是備件物流。存儲零部件成本高昂，獲取合適組件的延遲可能導致昂貴的停機時間。數(shù)字倉儲是解決這一問題的完美方案。公司可以維護數(shù)字增材制造零部件庫，并根據(jù)需要打印零部件，無論是在船上還是在附近的設施中，而不是保持實物庫存。我們與Pelagus 3D的合作重點是確保必要的認證和質(zhì)量保證流程到位，使公司能夠充分利用這項技術。"


△ (從左至右）新加坡科技研究局（A*STAR）新加坡制造技術研究院（SIMTech）高級科學家 Michalis Benakis 博士；Mencast 經(jīng)理Liang Xinying；Mencast 集團首席執(zhí)行官 Glenndle Sim；Mencast 創(chuàng)新中心研發(fā)主管Chia Boon Tat博士；ABS 首席工程師Wu Wenjin博士；以及ABS 首席工程師Angie Ng，共同探討增材制造 (AM) 零件的快速驗證與確認

未來展望

ABS正積極為海事應用中增材制造未來的研究和政策發(fā)展做出貢獻。與行業(yè)利益相關者、監(jiān)管機構和研究機構合作的正在進行的項目將繼續(xù)推動創(chuàng)新和應用。Wu博士表示："海事行業(yè)傳統(tǒng)上采用新技術的速度較慢，但我們正在達到一個轉(zhuǎn)折點。有了適當?shù)目蚣?，增材制造可以從根本上改變船舶的建造和維護方式。我們在ABS的目標是促進平穩(wěn)安全的過渡，讓行業(yè)充分利用增材制造的優(yōu)勢。"通過這些倡議，ABS正將自己定位為海事增材制造認證的領導者，推動3D打印技術應用滿足行業(yè)標準，并重新定義海事行業(yè)處理制造、維護和供應鏈管理的方式。