ABS冶金和材料工程師Alexander Gonzalez表示，增材制造可為船舶和海上帶來(lái)許多好處，但也帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

　　增材制造（AM），也稱為3D打印，幾十年來(lái)以多種形式存在。AM的興起通常歸因于20世紀(jì)80年代開(kāi)發(fā)的一種稱為立體光刻技術(shù)。立體光刻法通過(guò)用紫外光硬化光敏聚合物來(lái)制造零件。

　　如今，增材制造工藝分為七大類，每個(gè)工藝可以有數(shù)十甚至數(shù)百個(gè)制造商，每個(gè)制造商都提供能夠從各種材料構(gòu)建設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。

　　隨著AM在21世紀(jì)的發(fā)展，它被譽(yù)為多個(gè)行業(yè)的革命性工具和顛覆性技術(shù)。盡管AM最初用于快速原型制造，用于在將模型投入生產(chǎn)之前對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，但AM現(xiàn)在越來(lái)越多地用于生產(chǎn)高性能金屬部件，以滿足要求苛刻的應(yīng)用需求。

　　雖然制造零件的確切細(xì)節(jié)因AM工藝的類別而異，但一般工作流程類似：使用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)對(duì)象，將其拆分為多個(gè)單獨(dú)的層，然后發(fā)送到逐層構(gòu)建它的機(jī)器。一旦機(jī)器完成，物體通?？雌饋?lái)幾乎完整，但在準(zhǔn)備使用之前可能仍需要其他過(guò)程，例如熱處理或機(jī)加工。

　　通常，由于逐層構(gòu)造和其他獨(dú)特的工藝方面，AM可以比“傳統(tǒng)”制造方法（例如鑄造或鍛造）更快地以更少的材料浪費(fèi)快速地構(gòu)建少量復(fù)雜零件。

　　例如，航空航天公司正在投資AM技術(shù)來(lái)重新設(shè)計(jì)零件，以減輕重量、提高效率、減少材料浪費(fèi)，并在整合零件時(shí)盡量減少?gòu)?fù)雜裝配中的零件數(shù)量。在醫(yī)療領(lǐng)域，AM用于構(gòu)建定制整形外科、植入物和假體，具有更快的周轉(zhuǎn)時(shí)間和更好的患者兼容性。航空航天和醫(yī)療行業(yè)都開(kāi)發(fā)了初步認(rèn)證金屬AM零件的方法，進(jìn)一步證明了這些行業(yè)對(duì)AM零件性能的信心。

　　AM的好處并非這兩個(gè)行業(yè)所獨(dú)有。降低邊際成本、減少材料使用、節(jié)省重量和時(shí)間以及開(kāi)發(fā)高度復(fù)雜設(shè)計(jì)的潛力是AM技術(shù)在各個(gè)行業(yè)中的顯著優(yōu)勢(shì)。但鑒于這些好處，進(jìn)入海洋和近海市場(chǎng)的障礙是什么？

　　快速制造復(fù)雜零件的能力有一個(gè)缺點(diǎn)：工藝復(fù)雜性。

　　AM流程通常會(huì)同時(shí)執(zhí)行許多流程變量。更改一個(gè)參數(shù)可能會(huì)影響許多其他參數(shù)，而這些參數(shù)之間的詳細(xì)關(guān)系并不都很清楚。由于缺乏知識(shí)，可能難以控制加工過(guò)程，并驗(yàn)證最終零件是否具有與鑄造或鍛造零件相似的性能。

　　此外，由于逐層工藝條件，AM零件可以具有與鑄件和鍛件不同的獨(dú)特的金相。另一種描述對(duì)額外制造零件的阻力的方式的術(shù)語(yǔ)是：可變性。換句話說(shuō)，“是的，該部件可以用AM制作，但它可重復(fù)制造嗎？”如果同一部件在相同的機(jī)器上制作兩次相同的計(jì)算機(jī)文件，那么這些部件可能（通常是）有所不同。

　　AM流程和AM部件之間存在一個(gè)重要區(qū)別。雖然AM機(jī)器可以構(gòu)建零件，但這只是更大制造過(guò)程中的一個(gè)步驟。對(duì)AM部件的信心取決于整個(gè)過(guò)程。影響最終部件置信度的因素可能超出AM部件構(gòu)建者的專業(yè)知識(shí)范圍或控制范圍。這些因素可能包括原料制造工藝、熱處理特性和檢驗(yàn)結(jié)果。通過(guò)定義整個(gè)AM過(guò)程的每個(gè)階段，識(shí)別和減少部件可變性變得更容易，從而提高質(zhì)量。

　　這些海洋管理方面的挑戰(zhàn)使其難以在現(xiàn)有規(guī)則、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中建立等同性，以規(guī)范海洋和近海工業(yè)的質(zhì)量。

　　越過(guò)這個(gè)障礙就像一個(gè)雞和蛋的問(wèn)題：我們?nèi)绾文軌蛞院侠淼男判拇_認(rèn)AM部件的性能與傳統(tǒng)制造的部件相同？這種不確定性增加了風(fēng)險(xiǎn)，使制造商更難以采用新技術(shù)并將零件投入使用。在役數(shù)據(jù)缺乏使人們不愿意接受這項(xiàng)新技術(shù)。

　　在未來(lái)的許多年里，對(duì)于增材制造技術(shù)，需要額外的基礎(chǔ)知識(shí)、規(guī)則、代碼和增材制造標(biāo)準(zhǔn)，這些有助于提高行業(yè)對(duì)AM部件的信心。

　　獲得AM優(yōu)勢(shì)的一步可以來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)化的方法，從原料到最終應(yīng)用，詳細(xì)概述每個(gè)AM工藝。像這樣的模板將有助于AM零件制造商減少AM零件的可變性。這種標(biāo)準(zhǔn)化將使?jié)撛诘腁M部件用戶對(duì)AM部件的最終屬性以及它們的性能更有信心。

　　隨著AM的不斷發(fā)展，我們將展望其在海洋和近海領(lǐng)域的未來(lái)。成本和時(shí)間節(jié)省的好處仍然對(duì)零件更換、復(fù)雜項(xiàng)目和其他小批量制造請(qǐng)求具有很大的吸引力。與往常一樣，安全性應(yīng)優(yōu)先考慮——可靠性和一致性必須不斷提高，以應(yīng)對(duì)與AM新應(yīng)用相關(guān)的挑戰(zhàn)。

　　為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，ABS已在ABS增材制造咨詢和ABS增材制造指導(dǎo)說(shuō)明中發(fā)布了信息和指導(dǎo)文件。