总部位于英国的海事技术公司Armada Technologies已在一艘液化天然气（LNG）运输船上安装了其被动式空气润滑系统（PALS），该系统包含一个3D打印部件，这是该公司为减少海事运营生态影响所做的努力的一部分。这艘LNG运输船目前正在运行，该部件被集成到系统文丘里喷射器的一个关键子组件中。安装的目的是减少船体与周围海水之间的摩擦。其原理是通过释放微气泡，形成一层充气水层，从而降低阻力，进而减少燃料消耗和相关排放。
与传统的船体空气润滑设计不同，PALS不依赖空气压缩机。相反，它利用船舶的前进运动，使水流过双层底中的文丘里组件。在这种流动条件下，空气从甲板上方被吸入，然后气水混合物沿着船体排出。据Armada称，同样的布置既适用于新建船舶，也适用于改装船。
Armada的PALS文丘里管吊舱系统特写。图片来源：Armada Technologies
解决受限的制造难题
该系统的关键部分是文丘里喷射器部件，它位于空气和水混合过程的中心。这家海事公司将其描述为经过精心设计，以维持文丘里管所需的压降，同时限制背压以确保稳定的进气。在实际运行中，该部件在连续流动下工作，必须承受波动的压力和腐蚀性海水。
诸如此类的要求也决定了制造方法。据该公司称，实现所需流体行为所需的内部几何形状无法通过传统工艺生产。这促使Armada选择工业增材制造（AM）进行原型制作和生产，并指定使用蒸汽平滑技术来提高流体界面至关重要的内部流道表面质量。为此，Armada与3D打印服务提供商3D People合作，后者支持该公司完成设计定稿，并处理用于该系统的部件的生产和后处理。
制造使用了PA12尼龙材料，因为该材料非常适合其在海洋环境中的机械强度和耐久性要求。Armada Technologies的首席运营官Roger Armson表示：“我们选择3D People是基于他们对细节的关注以及对我们需求的快速理解。”“一旦原型通过了我们的检查和合规性测试”，交付于去年2月至3月期间分四批进行，符合Armada的时间表。到目前为止，该部件似乎表现良好。经过大约八个月的近乎连续运行，运营商报告称，3D打印部件没有出现退化或性能相关问题的迹象。
在船上安装之前交付Armada的PALS硬件。图片来源：3D People
整体而言，该项目指向了一种受约束驱动的、有针对性的增材制造应用，而非生产策略的广泛变革。在这里，该技术被用于制造一个单一的、性能关键的部件，其几何形状和运行要求无法通过传统方式满足。
增材制造支持海事脱碳
除了这个单一项目，更广泛的海事部门正面临越来越大的脱碳压力。根据《英国海事脱碳战略》，政府的目标是到2030年将航运排放减少30%，到2040年减少80%，政策和资金日益集中于效率提升、便于改装的技术以及船舶设计和建造的新方法。
虽然替代燃料和推进系统往往主导着讨论，但围绕船体效率、轻量化和流体动力学的并行创新也在进行，在这些领域，数字化设计和增材制造正开始发挥更显著的推动作用。在此背景下，3D打印使得性能驱动、注重可持续性的组件和结构在实践中得以制造，从专门的子系统到更大的结构和模块化元件。
一个相关的例子是由Malin Marine Consultants（MMC）与苏格兰国家制造研究所（NMIS）共同领导的MariLight 2.0项目。该项目使用大型金属增材制造技术生产了一个重新设计的攻丝环，实现了重量减轻13%、温室气体排放减少10%以及交货期缩短90%，同时通过了劳氏船级社见证的静水压和泄漏测试。该项目通过英国清洁海事示范竞赛获得资助，展示了增材制造如何被用于支持造船业的轻量化和减排。
中国3D打印网编译文章！
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