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.
Das britische Unternehmen ecoSUB Robotics setzt für seine Unterwasserfahrzeuge bei der Herstellung wichtiger Komponenten auf den 3D-Druck. Die 3D-gedruckten Bauteile werden mit dem SLS- und MJF-Verfahren hergestellt und müssen Belastungen bei 2.500 Meter Wassertiefe standhalten. ecoSUB Robotics schätz am 3D-Druck die hohe Designfreiheit bei geringeren Herstellungskosten ohne Einschränkungen in der Produktqualität.
Das 3D-Druck-Unternehmen 3D Metalforge hat gemeinsam mit Partnern aus der Schifffbauindustrie 3D-gedruckte Komponenten auf dem Öltanker „Polar Endeavour“ getestet. Diese befanden sich sechs Monate auf dem Tanker im Einsatz und wurden nun überprüft. Durch den erfolgreichen Abschluss der Tests gehen die Unternehmen davon aus, dass der 3D-Druck durchaus Vorteile für die Schifffahrt bringen kann.
Ein von AML3D mit Metall-3D-Druck hergestellter Panama Chock hat jetzt erstmals ein Verifizierungszertifikat des DNV aus Singapur erfolgreich durchlaufen. Dazu wurde das Bauteil umfassend getestet. In einem der Tests hielt das 1.450 kg schwere Objekt einer 20% höheren Belastung als der Konstruktionsarbeitslast stand.
In den Niederlanden haben das 3D-Druck-Unternehmen MX3D zusammen mit KM Yachtbuilders im Rahmen eines Projekts an der Fertigung von Kielen (Schiffbau) aus Aluminium mit dem 3D-Drucker gearbeitet. Damit wollen sie das Potenzial des 3D-Drucks mit dem WAAM-Verfahren demonstrieren. Da es zunehmend weniger erfahrene Schweißer gibt, sind Schiffsbauer auf innovative Fertigungsmethoden für die günstige und effiziente Herstellung ihrer Bauteile angewiesen.
Die Hamburger Bootswerft Ziegelmayer beauftragte das mit 3D-Druck vertraute Unternehmen Fehrmann Alloys mit der Herstellung einer 3D-gedruckten Ruderblattaufhängung für das australische Segelteam bei den Olympischen Spielen 2020. Dabei griffen sie auf ihre Aluminiumlegierung AIMgty zurück. Das Ergebnis gab den Beteiligten Recht. Das australische Segelteam landete auf dem ersten Platz und holte die Goldmedaille bei den weltbesten Seglern in der 470er-Klasse.
Das 3D-Druck-Unternehmen Caracol hat mit „Beluga“ ein 3D-gedrucktes Segelboot gebaut. Dieses wird auf der Mailänder Designwoche im September zu sehen sein. Das Recyclingmaterial von MyReplast stellt laut Caracol eine nachhaltige und umweltfreundliche Lösung dar und in Sachen Qualität und Robustheit steht das 3D-gedruckte „Beluga“ anderen Segelbooten in nichts nach.
Das 3D-Druck-Unternehmen RAMLAB hat am Hafen von Rotterdam die weltweit ersten 3D-gedruckten Poller vorgestellt. Diese werden am neuen Kai im Sleepboothaven installiert und zum Anlegen von Schiffen für Broekman Project Services eingesetzt. Die Verantwortlichen wollen noch weitere Ideen zur Nutzung des 3D-Drucks am Hafen untersuchen.
ABS, 3D Metalforge und Sembcorp Marine haben gemeinsam an Teilen aus dem 3D-Drucker für den „Polar Endeavour“-Öltanker von ConocoPhilipsPolar gearbeitet. Der Öltanker soll künftig von leichten Funktionsteilen profitieren, die traditionelle Methoden wie Gieß- oder Schmiedetechniken ablösen sollen. Erste Endanwendungsteile werden bereits eingebaut.
Das INEOS TEAM UK ist ein britisches Segelteam, welches sich das ehrgeizige Ziel gesetzt hat, eines Tages den America’s Cup zu gewinnen. Um das Ziel zu erreichen, war es notwendig, wichtige Strukturkomponenten zu optimieren. Dafür empfahl es sich auch 3D-Druck einzusetzen. Dank intelligenter, automatisierter Designiterationen, 3D-Druckern von Renishaw und der Siemens AM Software gelang dem Team eine Gewichtsreduktion von 26% zu erreichen.
Die französische Naval Group hat seinen bisher größten mit 3D-Druck hergestellten Propeller für den Einsatz in einem Marineschiff vorgestellt. Dabei kam das DED-basierte Metalldrahtfusionsverfahren zum Einsatz. Der 3D-gedruckte Propeller hat eine Spannweite von 2,5 Metern und besteht auf fünf Blättern zu je 200 Kilogramm Gewicht. Das Unternehmen plant zukünftig weitere Schiffskomponenten mit Hilfe von 3D-Druckern herzustellen.
Das finnische Unternehmen für Schiffsbau und Energie Wärtsilä wurde im Vorjahr durch die additive Fertigung eines Hebewerkzeugs in der 3D-Druck-Branche bekannt. Jetzt berichtet das Unternehmen, dass es kritische Schiffsmotorkomponenten mit dem 3D-Druck hergestellt hat. Damit ist es in der Lage, die benötigten Komponenten nur noch bei Bedarf produzieren zu müssen und einen deutlichen Teil der Kosten zu senken.
Die USS Saginaw war ein wichtiges Schiff aus der amerikanischen Bürgerkriegs-Geschichte. Nun hat das NHHC zum 150. Jahrestag des Schiffsunglücks der USS Saginaw Carderock erfahrene Ingenieure damit beauftragt, das Beiboot der USS Saginaw vollständig mit einem 3D-Scanner zu erfassen. Diese Methode ist ein guter Weg, Geschichte zu konservieren und sie auch anderen Menschen auf der ganzen Welt zugänglich zu machen.
Das US-amerikanische 3D-Druckunternehmen Thermwood hat mit seinem LSAM MT 3D-Drucker einen 15,5 Meter langen Yachtrumpf gedruckt. Diese entstanden in Abschnitten von 3 Metern Länge und 1,5 Metern Höhe. Mit dem Projekt wollte Thermwood beweisen, dass auch große Objekte mit kleineren Fertigungssystemen im 3D-Druckverfahren hergestellt werden können.
Die beiden Industrieunternehmen Wilhelmsen und thyssenkrupp haben eine Absichtserklärung für ein Joint Venture unterzeichnet. Gemeinsam wollen sie die Produktion von 3D-gedruckten Ersatzteilen in der Schifffahrt verbessern. Das reduziert vor allem Kosten und Zeit.
Das italienische 3D-Druckunternehmen Moi Composites hat mithilfe seiner 3D-Drucktechnologie Continuous Fibre Manufacturing (CFM) das eigenen Angaben zufolge weltweit erste Glasfaserboot aus duroplastischem Endlosfaserverbundmaterial mit einem 3D-Drucker hergestellt. Im Oktober 2020 wird es auf der italienischen Bootsmesse Salone Nautico Genua vorgestellt.
Das deutsche Kooperationsnetzwerk „Maritimes Netzwerk für den 3D-Druck“ (MN3D) möchte den maritimen 3D-Druck voranbringen. Dabei setzt das Netzwerk auf die Forschung und die Stärkung des Innovationspotenzials von kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU). Die soll zur Verbesserung der internationalen Wettbewerbsfähigkeit führen.
Die indische Marine setzt zukünftig auf 3D-Drucker, um Kosten und Zeit beim Ersetzen alter Schiffsbauteile einzusparen. Mit Hilfe von dem indischen 3D-Druck-Unternehmen think3D sollen zukünftig schwer erhältliche oder zu teure Ersatzteile mit Metall-3D-Druckern entstehen, die auf den indischen Militärschiffen installiert werden.
Das chinesische Unternehmen QYSEA Technology hat mit dem FIFISH V6 das erste omnidirektionale kompakte Unterwasser-ROV mit einer integrierten 4K-UHD-Kamera vorgestellt. Es verfügt über ein intelligentes 6-Vektor-Triebwerksystem, welches mit einer Schutzabdeckung aus dem 3D-Drucker vor äußeren Einflüssen geschützt wird. Hergestellt wurde die Abdeckung mit der Flight-3D-Drucktechnologie von Farsoon Technologies. Der Produktentwicklungszyklus lies sich so von 30 Tagen auf 7 Tage reduzieren.
Der deutsche Industriekonzern thyssenkrupp möchte künftig U-Boot-Bau- und Ersatzteile mit dem 3D-Drucker herstellen. Ingenieure profitieren von mehr Designfreiheiten und einem geringeren Gewicht der Bauteile. Die gedruckten Metallobjekte sollen im TechCenter Additive Manufacturing von thyssenkrupp in Nordrhein-Westfalen produziert werden.
Das finnische Unternehmen für intelligente Schiffs- und Energielösungen Wärtsilä setzt seit 2018 auf 3D-Druck. Nun möchte das Unternehmen mit den Metall-3D-Druckern von Markforged den Einsatz der additiven Fertigung weiter ausweiten und damit Geld und Zeit, vor allem bei Reparaturen und speziellen Kundenwünschen, sparen. Den Beginn macht das Unternehmen mit dem weltweit ersten CE-zertifiziertem Hebewerkzeug aus dem 3D-Drucker.