DRUK 3D W BRANŻY JACHTOWEJ

Autor:
Dorota Kabała

Drukowanie 3D w różnych dziedzinach nie jest w sumie niczym nowym, nigdy jednak nie było stosowane aż na taką skalę. Dzisiaj chociażaby Boening stosuje tę technologię do produkcji niektórych części samolotów. W branży żeglarskiej służył do tej pory raczej do przygotowywania prototypów części, jednak kto wie, może w niedalekiej przyszłości zaczną powstawać prawdziwe jachty regatowe? Poznajcie jego tajniki.

Druk 3D to dynamicznie rozwijająca się technologia, zarówno pod względem metod druku, maszyn, ich precyzji i możliwości, a także używanych materiałów. Zależnie od zapotrzebowania - pozwala na realizację prototypów, makiet, a nawet docelowych produktów. W branży jachtowej druk 3D może wspierać produkcję osprzętu i detali, prezentację łodzi w postaci makiet, a także kontakt z klientem zamierzającym kupić jacht. Jednak w każdym z tych przypadków zostanie wykorzystana inna metoda druku. 

PROTOTYP CZY NIE?

Produkty przemysłowe, w tym wszelkiego typu osprzęt jachtowy - elementy z metali i tworzyw sztucznych, projektowane są często w programach 3D. Wirtualne budowanie detali pozwala na ich szybką weryfikację, bez konieczności prototypowania. Możliwe są między innymi - ocena wizualna - dzięki fotorealistycznym wizualizacjom, a także ocena techniczna - dzięki funkcjonalnościom programów 3D, które pozwalają m.in. na zestawianie mechaniczne części, czy też na wykonywanie obliczeń wytrzymałościowych metodą elementów skończonych (MES/FEM). Na pewnym etapie projektowania części, która ma zostać wdrożona w skali masowej lub seryjnej, konieczna jest jednak również weryfikacja w postaci prototypu. Jest to niezbędne dla finalnej oceny projektu, jego weryfikacji w skali 1:1. Do tego pomocny jest właśnie druk 3D. 

RÓŻNE METODY PROJEKTOWANIA

W przypadku prototypowania części rozważa się zazwyczaj metody FDM, SLS i PolyJet. Pierwsza z nich - Fused Deposition Modelling, to coraz bardziej zaawansowana technologia druku, w której za pomocą ruchomej głowicy warstwowo nakładany jest stopiony materiał (najczęściej tworzywo sztuczne - np. ABS, PLA). Pod wpływem temperatury powietrza warstwy stopniowo utwardzają się i w ten sposób powstaje trójwymiarowy obiekt. Ponieważ wydruk powstaje “w powietrzu”, budowany element wymaga dodatkowo materiału podporowego, który również jest drukowany, a następnie usuwany mechanicznie lub rozpuszczany w celu osiągnięcia czystego wydruku pożądanej części. Technologia FDM pozwala na druk w różnych kolorach, a także z różnych materiałów – tworzyw sztucznych i mieszanek tworzyw z dodatkami np. drewnopochodnymi. Jej zaletą jest relatywnie niska cena, a także szybkość realizacji. Alternatywnie - metody SLS i PolyJet - mogą zostać zastosowane w takich produktach, których prototypowanie wymaga większej precyzji, lub które zawierają skomplikowane detale. 

W metodzie SLS - Selective Laser Sintering - warstwy sproszkowanego polimeru są jedna po drugiej nakładane i stapiane wiązką lasera. Zaletą tej technologii jest brak materiału podporowego - drukowany obiekt jest podtrzymywany przez nie przetopiony proszek, który po zakończeniu druku jest wydmuchiwany sprężonym powietrzem i może być użyty do wykonania kolejnej części. 

Trzecia z wymienionych technologii - PolyJet - stosowana jest w przypadku, gdy niezbędna jest wyjątkowa precyzja prototypu. Ciekła żywica fotopolimerowa jest warstwowo utwardzana światłem UV - warstwy pozwalają na niezwykłą precyzję - mają grubość między 16 a 32 mikrometrów. Wydruk PolyJet może powstać w kilku materiałach i kolorach, także drukowany prototyp może być łudząco podobny do docelowego produktu - zarówno pod względem wizualnym, jak i pod względem wielu właściwości materiałowych.

JAK POWSTAJĄ MAKIETY JACHTÓW?

Różnorodność technologii druku 3D pozwala na zastosowanie ich również w przypadku budowania makiet jachtów. Model 3D kadłuba, pokładu i mniejszych elementów wyposażenia są możliwe do druku w każdej z powyżej opisanych technologii. Zależnie od oczekiwanych rezultatów - możliwe jest wierne odtworzenie miniatury jachtu, czy też bardziej abstrakcyjne wykonanie jej w jednokolorowym wariancie. Dodatkowo frezarki numeryczne, czy plotery laserowe pozwalają na wykonanie żagli, elementów płaskich, czy też tych, które mają powstać np. z drewna. Ważnym ograniczeniem jest możliwa maksymalna wielkość druku. Docelowo makieta może mieć praktycznie dowolny rozmiar, jednak należy pamiętać, że w przypadku makiet o większych rozmiarach (np. długości 1m) - konieczne będzie wydrukowanie jej we fragmentach, a następnie ich sklejenie.

DRUKOWANY JACHT

Ponad rok temu włoska firma Livrea poinformowała, że pracuje nad pierwszym na świecie jachtem stworzonym dzięki możliwościom drukarek 3D. Projekt Livrea 26 powstaje przy współpracy inżynierów z firmy Autodesk - producenta oprogramowania do celów inżynierskich. Właśnie oni są odpowiedzialni za innowacyjny kadłub. Ich celem jest stworzenie lekkich, a jednocześnie bardzo sztywnych wzmocnień, które technika 3D potrafi urzeczywistnić. Ich głównym celem jest  opanowanie technologii produkcji „drukowanych” jachtów. 

 

Dzisiaj makiety służą głównie do prezentacji łodzi - klientom, odwiedzającym targi, miejsca czarteru albo stanowią atrakcyjny element dekoracyjny, który zachwyci precyzją i dokładnością wykonanych detali. Jednak, kto wie, może za kilkanaście lat będzie można zamówić w pełni drukowany jacht 3D, czy też własną domową drukarką produkować do niego części?