增材制造技术在船舶制造领域应用进展

增材制造(3D打印)技术是继等材制造和减材制造之后,近年来快速发展的具有数字化智能制造特征的先进制造技术。增材制造技术凭借其逐点控制、快速自由成形等先进制造理念,在船舶制造领域逐步获得了推广应用。这种先进制造技术和传统制造方法相结合,极大地促进了船舶制造技术的发展。本文主要介绍了增材制造技术分类及应用,分析了增材制造技术在船舶辅助设计、船体建造、船舶配套设施制造、船舶专用装备制造、船舶再制造和实时维修、船舶结构-功能一体化材料制备及构件制造等领域的应用及前景。     

金属3D打印在船用柴油机零配件制造中的应用

船用柴油机中喷射系统及增压系统内部具有迷宫式的流道、内凹腔体,以及较多的精密偶部件,传统方式是通过铸造、机加工、焊接等工艺将诸多的零部件加工后装配而成,后期存在较大隐患。利用金属3D打印技术即增材制造技术,可实现复杂零件一体化、轻量化产品直接成形,减少对专业人员的依赖,使产品的设计自由度更高、生产工序更短,更加契合船舶柴油机动力系统降本增效、提升性能的真正需求。文章介绍了几种通过金属3D打印技术实现了船用柴油机关键零部件的制造。     

船用低速机技术发展及其标准体系的构建与完善

基于船用低速机发展现状和有关公约规范要求,研讨船用低速机标准体系的构建应本着“需求牵引、技术推动,统筹规划、合理设置,适应市场、突出重点,国际接轨、协调发展”的原则,并以船用低速柴油机性能与要求、各关键零部件的制造要求、船用低速柴油机试验规程等作为标准化工作的重点,充分发挥标准化在船用低速柴油机研发和生产过程中的“技术引导、技术服务、技术咨询、技术监督”的作用。     

增材制造艉鳍末端结构材料性能试验及优化设计

随着船舶大型化发展,船体铸钢构件尺度越来越大,质量越来越大,在保证强度的同时实现结构轻量化设计,传统铸造工艺已无法满足要求。而金属增材制造技术所特有的可堆叠力学性能优良的部件及可实现复杂结构自由成型的特性,恰恰成为解决该问题的关键。选取船体艉鳍末端结构作为研究对象,采用增材制造打印缩尺比构件,依据规范要求开展结构化学元素组成分析、无损检测和材料力学性能等试验,研究结果验证了金属增材制造在船用艉鳍末端结构制造中的应用可行性。在此基础上,进一步开展了艉鳍末端结构优化,优化后的结构强度和模态均满足规范设计要求,构件质量减轻约8%。     

增材制造技术在船舶制造领域的应用进展

增材制造(3D打印)技术是继等材制造和减材制造之后,近年来快速发展的具有数字化智能制造特征的先进制造技术,这种先进制造技术和传统制造方法相结合,极大地促进了船舶制造技术的发展。介绍了增材制造技术的分类及应用,分析了增材制造技术在船舶辅助设计、船体及配套设施制造、船舶专用装备制造、船舶再制造和实时维修、船舶结构—功能一体化材料制备及构件制造等领域的应用及前景。     

一种船用新型齿轮箱油池润滑系统设计

文章以船用齿轮箱为研究对象,针对现有油池润滑存在的缺点与不足,从设计要求出发,设计出了一种船用新型齿轮箱油池润滑系统,并介绍了其工作原理及主要组成零部件,最后从技术、结构及经济性等方面进行该系统的可行性分析,结果表明,该船用新型齿轮箱油池润滑系统是可行的。     

船用螺旋桨先进制造技术研究进展

论述船用螺旋桨分类与制造材料,并对国内外螺旋桨加工主要装备进行分类阐述。通过对国内外螺旋桨研究成果的回顾、总结和归纳,分别从船用螺旋桨铸造技术、螺旋桨焊接技术、螺旋桨数控加工技术以及数字化检测技术等方面,国内外螺旋桨关键制造技术的发展现状进行阐述。总结船用螺旋桨制造技术的特征,指出螺旋桨未来研究的趋势。     

江苏科技大学海洋装备研究院 海洋装备增材制造研究中心(一)

正海洋装备增材制造研究中心属于江苏科技大学海洋装备研究院(简称"海装院")的一个下属分支机构。研发中心针对包括力舶海工在内的高端装备制造业的发展需求,为社会各行业提供新材料研发、复杂关键零部件直接制造、产品设计与验证、模具加工、零部件修复等技术研究以及技术服务,致力于打造华东地区专业领域内技术实力最雄厚、设备规模最大、覆盖工艺最全面的增材制造服务平台。     

基于增材制造的多胞结构船底板框架性能研究

传统的船底板一般采用纵横板架结构,但是随着船舶行业的快速发展,传统的板架结构已经无法满足新型舰船的设计制造要求。通过对增材制造技术的运用,在传统船底板纵横骨结构的基础上,根据仿生学原理,提出蜂窝底板结构,运用有限元分析的方法,对纵横骨结构与蜂窝船底板结构的屈曲强度和整体性能进行对比分析,验证了仿生学原理与增材制造技术相结合运用于船舶底板设计制造的可行性,在简化船体结构、船体结构轻量化、个性化生产及缩短制造周期等方面有应用前景,在传统板架结构的基础上,设计出新的蜂窝结构方案,并对其可行性进行初步研究,为今后进一步的研究打下理论基础。     

船用物联网中的信息感知与交互技术

针对传统船用物联网中信息感知与交互技术误报率高的情况,设计一种船用物联网信息感知与交互技术。分析船用物联网数据收集原理基础上,收集物联网数据,确定数据网络离群值,清洗信息数据,采用数据融合技术,融合有用信息。采用分布式存储技术存储数据,制定通信协议,根据信息交互过程,生成通信信道。实验对比结果表明,此次设计的船用物联网中的信息感知与交互技术比传统技术误报率低,对今后船用物联网发展具有一定的借鉴意义。     

船用柴油机关键零件激光表面强化技术发展现状及应用策略

简述国内外千瓦级连续激光为能量源的表面淬火、表面熔覆、表面熔凝和表面合金化等激光表面强化技术在强化机理、工艺参数、热力学规律、温度场分析仿真、强化缺陷成因及预防等方面的研究现状和局限性;介绍激光表面强化技术在典型船用柴油机关键零件制造领域的应用实例;分析激光表面强化技术在国内外制造业中的应用及分布特征;根据激光表面强化技术的研究现状和局限性,结合船用柴油机关键零件的特点,提出船用柴油机关键零件激光表面强化技术的研究建议及关键零件制造业激光表面强化技术的发展策略;以部分关键零件为对象,指出其工作部位激光表面强化技术的应用方法。以期为激光表面强化技术在船用柴油机关键零件制造领域的研究深化和应用推广提供指导。     

我国船机主要部件再制造的发展研究

再制造是维修发展的高级阶段,是先进制造的重要组成,是废旧产品技术修复、改造的产业化。剖析了中国船用零部件再制造面临的问题和挑战,从技术改进、政策支持以及让人们对再制造产品的认识等角度,提出加快船用零部件再制造更好更快发展的途径。     

船用齿轮箱刚度评价方法的研究

基于船用齿轮箱使用性能及相关技术条件,综合考虑轴、轴承、齿轮和箱体等主要零部件的变形及其在传动过程中的相互影响,提出了一种较为精确的船用齿轮箱传动系统刚度评价新方法.与传统方法相比,该方法不但可以对箱体刚度进行量化评价,避免根据经验定性评价,而且对整个传动系统的刚度分析及评价更为合理和准确.这一方法也可应用到其它类型齿轮箱的刚度分析及评价中.     

快速成型技术在船舶零件制造中的应用

传统快速成型技术在船舶零件制造中应用广泛,经过长期应用发现传统快速成型技术已无法适应船舶零件的高精度要求。因此,研究快速成型技术在船舶零件制造中的应用。针对传统快速成型技术存在的问题,融合当下最新的3D打印技术,对船舶高精度零件制造技术流程中的应用进行描述,并通过对比仿真实验证明提出的快速成型技术具有零件制造精度高、易操作的特点。     

船用起重设备可拆卸零部件国际标准的编制

针对目前正在制定的四项船用起重设备可拆卸零部件国际标准的背景、技术要求的确定进行了阐述,简要分析了与相关标准的异同点以及产生的重大意义。     

船用柴油机零件三维数模定义及应用研究*

针对目前船用柴油机零件设计制造中存在着二维图纸信息表达困难,信息传递不通畅等问题,提出使用集成的全三维数模进行信息传递的方法。采用全三维标注表达法表达设计意图,在工艺设计阶段依据这些设计意图规划工艺路线。以NX系统为软件平台,研究了基于全三维模型的信息提取方法,满足了后续应用模块的需要,实现了基于船用柴油机零件三维数字化模型设计与制造的集成化和自动化。     

船用柴油机与燃气轮机动力装置的可靠性对比分析

从关键零部件数量、零部件制造材料、零部件工作条件和部件冗余数量角度,分别对船用柴油机和燃气轮机动力装置的不可靠度进行计算和对比分析。结果表明,柴油机动力装置包含的部件数量大,而燃气轮机动力装置结构相对简单,其结构可靠性高于柴油机动力装置。但对于多缸柴油机来说,由于冗余部件和冗余辅机系统的存在,柴油机动力装置的整体运行可靠性高于燃气轮机动力装置,说明柴油机动力装置的冗余部件对其运行可靠性非常重要。     

船用柴油机高压共轨技术的发展

介绍了不同时期具有代表性的船用柴油机高压共轨燃油系统,并从系统适用性、总体布置、关键零部件结构等多个层面分析了该项技术的发展趋势。     

电弧送丝增材制造TC4钛合金力学性能研究（英文）

钛合金是深海潜水器耐压结构的主要候选材料。电弧送丝增材制造技术（WAAM）凭借其高效率、低成本、高灵活性等优点,在深潜器耐压结构部件上极具应用前景。然而,增材制造钛合金的力学性能问题阻碍了其进一步发展。本文选取电弧送丝增材制造TC4钛合金材料开展试验得到其相关力学性能参数,并进一步建立疲劳裂纹萌生寿命的有限元预测模型,通过与试验结果对比验证此模型在预测增材制造TC4钛合金材料疲劳裂纹萌生寿命时的可行性。试验结果表明：电弧送丝增材制造TC4钛合金的弹性模量、抗拉强度、泊松比等性能与传统TC4锻件的相近,但疲劳性能差距较大;本文建立的疲劳裂纹萌生寿命预测模型与试验结果误差不超过40%,具有一定的参考价值。     

船用柴油机结构件的CAD/CAM集成系统开发研究

随着计算机技术与数控加工技术的发展,CAD/CAM/CAPP等计算机辅助技术在加工制造业中的应用越来越广泛。船舶柴油机是船舶的动力核心,其结构件的加工精度、质量等关系到整艘船舶的性能。通常,船舶柴油机结构件形貌较复杂,且加工精度要求高,采用传统的加工方法很难满足现代船舶制造工业的要求。近年来,基于计算机和数控技术的船用柴油机零部件加工逐渐兴起,采用数字化集成系统可以显著提高柴油机结构件的加工精度和加工效率,提高柴油机质量的同时有效地降低了生产成本。本文系统介绍了船用柴油机结构件的CAD/CAM加工技术,开发了一种船用柴油机辅助加工的集成系统,并对结构件的特征加工、编程和仿真等进行研究。