Zum Schiffbau zählt nicht nur die Ingenieurwissenschaft, die sich mit der Entwicklung von Schiffen befasst, sondern auch der Industriezweig, der Schiffe fertig und repariert. In allen Bereichen können 3D-Drucker die Aufgaben erleichtern, Prozesse verkürzen und Kosten einsparen. Diese Seite beschäftigt sich mit dem Thema „3D-Druck im Schiffbau“, seinen Einsatzbereichen und zeigt in einer fortlaufend aktualisierten Übersicht Praxisbeispiele für den Einsatz von 3D-Druckern in der weltweiten Schiffbauindustrie.
Die Fertigung mittels 3D-Druck erreicht auch zunehmend den Schiffbau und deren Manufakturen. Immer mehr Schiffbauunternehmen entdecken das Potenzial und die Möglichkeiten der 3D-Drucktechnologie für sich, zum Beispiel die Fertigung mit weniger Verschleiß oder das schnellere Prototyping. Der 3D-Druck, auch als Additive Fertigung bekannt, könnte dadurch große Auswirkungen auf das ertragreiche After-Sales-Geschäft, die Produktentwicklung und die Wettbewerbslandschaft von Schiffsmanufakturen haben. Gleichzeitig eröffnet sich eine Vielfalt von Chancen, um bestehende Marktpositionen zu stärken und um neue Marktpotenziale zu erschließen.
Daher sollten sich Führungskräfte solcher Manufakturen mit den bevorstehenden Chancen und Veränderungen im eigenen Marktumfeld auseinandersetzen und gleichzeitig notwendige Maßnahmen durchführen. Es ist unbestritten, dass sich bestehende Geschäftsmodelle und Marktbedingungen durch die Einführung des 3D-Drucks in konventionelle Produktionslinien verändern. Hiervor sind besonders technisch komplexe Produkte und Kleinserienfertigungen betroffen, so dass der 3D-Druck im Schiffbau bereits effektiv genutzt wird, wie auch die zahlreichen Beispiele am Ende dieser Seite zeigen.
Ein Schiff in seiner vollen Größe hat viele komplizierte Formstücke und ist eine komplexe geometrische Form. Viele dieser Formstücke müssen maßstabsgetreu hergestellt werden, wobei die traditionelle Fertigungsmethode eines Prototyps aus Plastik oder Holz einen sehr arbeitsintensiven und anspruchsvollen Vorgang darstellt. Dieser kann sogar über mehrere Wochen dauern und ist auch ziemlich kostenintensiv ist. Dies änderte sich durch die Anwendung von 3D-Druckern, die solche Prototypen und sogar auch funktionstüchtige Ersatzteile innerhalb eines Tages herstellen können. Dies erlaubt Schiffbauern maßgeschneiderte Prototypen-Teile für Schiffe mit einer bedeutenden Kosten- und Zeitersparnis herzustellen.
Die außergewöhnlich kurze Herstellungszeit in Kombination mit einem geringen Montageaufwand gewährt im Umgang mit Kundenanfrage weit mehr Flexibilität als früher mit konventionellen Herstellungsmethoden. Vom 3D-Druck im Schiffbau profitiert man auch bei der Herstellung von Gehäusen für Propellergondeln, die grundsätzlich sehr schwierig zu produzieren und montieren sind. Allein die Möglichkeit verschiedene Teile mit einem 3D-Drucker zu drucken, gestaltet die Montage deutlich einfacher.
Um die Zahlen ein bisschen näherzubringen, bedeutet der Einsatz der 3D-Drucktechnologie im Schiffbau eine Reduzierung der Herstellungszeit von bis zu 70 % und einer Kostendämmung von rund 30 %. So wird der 3D-Druck neben dem Einsatz im Militär, der Automobilindustrie, Bildung, Medizin, Sport, Kunst und vielen weiteren Branchen auch im Schiffbau angewendet. Auf dieser Seite berichten wir regelmäßig über den 3D-Druck in der Schiffsmanufaktur und halten Sie auch zukünftig auf dem Laufenden.
General Dynamic Electric Boat integriert 3D-Druck in den Bau von nuklearbetriebenen U-Booten. Ein mittels additiver Fertigung hergestelltes Teil soll auf dem USS Oklahoma installiert werden. Dies zeigt das Potenzial der Technologie zur Reduzierung von Vorlaufzeiten und Kosten.
ATI Inc. plant, eine additive Fertigungsanlage in Florida zu errichten, die sich auf Großformat-Metall-3D-Druck und weitere Verarbeitungstechniken spezialisiert. Die Einrichtung, die voraussichtlich Mitte 2024 ihren Betrieb aufnehmen wird, wird die Expertisen von ATI in Schmiedeprodukten und Pulverlegierungen kombinieren.
Bartlett Maritime Corporation (BMC) arbeitet nun mit Additive Engineering Solutions (AES) zusammen, um den 3D-Druck in der U-Boot-Produktion zu erweitern. Das Ziel dieser Zusammenarbeit ist die Herstellung und der Einsatz von 3D-gedruckten Teilen und Werkzeugen, um die Kapazität und Effizienz des U-Boot-Bauens in den USA zu verbessern.
An Bord des USCG-Eisbrechers Healy untersuchen Forscher des Naval Postgraduate School (NPS) den Einfluss der Arktis auf die Crew-Leistung und den 3D-Druck. Dabei wird die Nutzung additiver Fertigungstechnologien unter extremen Seebedingungen erprobt. Diese Untersuchungen könnten zukünftige Schiffsdesigns und Betriebskonzepte beeinflussen.
Nach erfolgreichem Abschluss der Fertigung von US Navy-Komponenten plant 3DX Industries nun Partnerschaften mit führenden maritimen Unternehmen. Der 3D-Druck-Spezialist positioniert sich damit als innovativer Partner in der maritimen Industrie.
Die Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW) und das australische 3D-Druck-Unternehmen SPEE3D haben eine Partnerschaft für die Einführung einer neuartigen, nicht fusionsbasierten 3D-Druck-Technologie in der Ausbildung geschlossen. Mit dem patentierten Kaltmetallspritzdrucker von SPEE3D will die HAW vor allem in der lokalen Industrie, Schifffahrt und Luft- und Raumfahrt für effizientere Abläufe sorgen.
Das Voies Navigables de France hat einen Wettbewerb durchgeführt, der innovative Ideen für den Einsatz rund um die Olympischen und Paralympischen Spielen 2024 in Paris realisieren soll. Eines der Gewinnerteams will die eigenen Angaben zu Folge bisher weltweit größte Fähre aus einem 3D-Drucker herstellen. Mit dem Bau der Fähre, die autonom Gäste über die Seine bringen soll, wurde bereits begonnen.
Das Unternehmen Huntington Ingalls Industries, Inc. (HII) gibt bekannt, dass seine Abteilung Newport News Shipbuilding (NNS) die Zulassung als Lieferant additiv gefertigter Komponenten für Plattformen des NAVSEA erhalten hat. Mit dieser Zertifizierung kann das Unternehmen den 3D-Druck zur Herstellung von Rohrverbindungsstücken und anderen Metallteilen einsetzen. Wir fassen das Wichtigste zusammen.
Die Al Seer Marine, eines der führenden Schifffahrtsunternehmen in der arabischen Meeresregion, hat eine mit 3D-Druck hergestellt Oberflächendrohne namens „HYDRA USV“ vorgestellt. Diese wurde kürzlich auf der NAVDEX 2023 präsentiert. Die HYDRA ist ein Stealth-förmiges Boot mit Sensoren im Schiffsinneren.
Ingenieursstudenten der Yonder Deep an der UC San Diego arbeiten seit einiger Zeit an einer 3D-Druck-Lösung für ein torpedoartiges Unterwasserfahrzeug. Dies soll eine kostengünstigere Methode für die Forschung an der Arktis ermöglichen. Derzeit arbeitet das Team an seinem vierten Prototypen. Wir stellen die Arbeit einmal genauer vor.
Designer Jozeph Forakis präsentiert das PEGASUS-Projekt, die weltweit erste Superyacht, die mithilfe eines 3D-Druckers hergestellt werden soll. Der 3D-Druck ist jedoch nicht die einzige Besonderheit. PEGASUS ist so konzipiert, dass es nahtlos in die Natur eingebettet ist und keinerlei CO2-Emissionen verursacht. Die 3D-gedruckte Yacht wird 88 Meter lang sein und mithilfe der Roboter-LFAM-Technologie hergestellt werden.
Der von Haas betriebene Phillips Additive Hybrid wurde auf der USS Bataan, einem Angriffsschiff der U.S. Navy, installiert. Das Hybrid-AM-System bietet sowohl subtraktive als auch additive Fertigung. Der 3D-Druck an Bord, bei dem auf das Metall-3D-Druckverfahren Laser Metal Deposition (LMD) gesetzt wird, soll die Betriebsverfügbarkeit maximieren und die Nachfrage nach herkömmlichen und Navy-spezifischen Lieferketten reduzieren.
Das 3D-Druck-Unternehmen CEAD hat für die Al Seer Marine den 3D-Drucker Mega II entwickelt. Bei diesem soll es sich dem Unternehmen zu Folge um den weltweit größten 3D-Drucker handeln. Der 3D-Drucker eignet sich vor allem für Branchen wie die Schifffahrt, die Raumfahrt, die Luftfahrt und andere. Wir stellen den CEAD Mega II einmal genauer vor.
Die Royal Netherlands Navy, das ist die Seestreitkraft des Königreichs der Niederlande, setzt seit einiger Zeit den 3D-Druck für seine Schiffsflotte und verschiedenste andere Anwendungen ein. Die additive Fertigung kommt dabei in unterschiedlichen Bereichen zum Einsatz. Wir stellen einige der möglichen Einsatzbereiche vor.
Die US-Marine eröffnete kürzlich ihr neues Additive Manufacturing Center of Excellence (AM CoE) im US-Bundesstaat Virginia. Dieses soll unter anderem den Einsatz additiver Fertigungstechnologien für die U.S. Navy beschleunigen und bisherige Anwendungsbereiche skalieren. Zudem soll es die Lieferkette durch ein zentralisiertes Bedarfssignal der Marine aktivieren.
Das US-amerikanische 3D-Druck-Unternehmen 3D Systems stellt seine neue Kupfer-Nickel-Legierung CuNi30 vor. Das korrosionsbeständige Material wurde speziell zur Verwendung mit dem Metall-3D-Drucker DMP Flex 350 entwickelt. Es ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit mit der Newport News Shipbuilding Division von Huntington Ingalls Industries.
Das französische Ausstattungsunternehmen für Renn- und Superyachten Karver stellt ab sofort auf seiner Website 3D-Druck-Datensätze für Ersatzteile zur Verfügung. Mit diesen können Yachtinhaber verschiedene Deckausrüstungskomponenten selbst mit ihrem 3D-Drucker ausdrucken und soll so sowohl Vorteile für das Unternehmen als auch für die Kunden von Karver bringen.
Das niederländische Unternehmen Tanaruz hat erst vor wenigen Wochen erstmals seine mit 3D-Druck hergestellten Yachten vorgestellt. Nun gab das Unternehmen bekannt, dass es die Zahl seiner jährlich produzierten Boote bis 2023 von 100 auf 300 Stück erhöhen möchte. Eine 3D-gedruckte Yacht von Tanaruz ist bereits ab 15.000 Euro erhältlich und wurden bereits an erste Kunden ausgeliefert.
Der britische 3D-Druck-Dienstleister AMfacture hat mithilfe des 3D-Drucks von HP Inc. einen aerodynamischen, langlebigen und wasserdichten Verteiler für ein Rennboot hergestellt. Das aus dem PA12-Material mit 3D-Druck hergestellte Objekt entstand bei einer Vorlaufzeit von nur 10 Tagen.
Das niederländische Unternehmen RAW Idea hat vor einigen Jahren mit der Entwicklung individualisierter, mit 3D-Druck hergestellter Boote begonnen. Geplant sind Yachten, die mit einem Roboterarm von ABB im additiven Fertigungsverfahren, aus recycelten Polypropylenpolymeren und vorindustriellem Abfallmaterial, hergestellt werden. Das Projekt ist noch nicht reif für den kommerziellen Einsatz, nimmt aber weiter Form an.