Was ist die Schifffahrtsindustrie?
Die maritime Industrie umfasst eine Vielzahl von Tätigkeiten, die mit dem Meer und dem Handel auf dem Wasser zu tun haben. Sie umfasst die Beförderung von Menschen und Produkten auf dem Wasser und beinhaltet Schifffahrt, Seetransport und Logistik. Darüber hinaus umfasst der Sektor den Schiffbau, die Schiffsreparatur und das Abwracken von Schiffen sowie die Navigation, die Meerestechnik und den Schiffsbetrieb. Die Fischerei ist ebenso ein integraler Bestandteil der Branche wie die Personenbeförderung auf dem Wasser, z. B. mit Kreuzfahrtschiffen und Fähren. Wichtige Bestandteile sind auch der Hafenbetrieb und damit verbundene Dienstleistungen. Etwa 90 % des Welthandels werden auf dem Seeweg abgewickelt, sodass die maritime Wirtschaft ein wichtiger Bestandteil des Welthandels ist.
Welches sind die drei Hauptbereiche in der maritimen Industrie?
Militärischer Schifffahrtsbereich
Zu diesem Bereich gehören Marineoperationen und Schiffe, die der militärischen und nationalen Verteidigung dienen. Dazu zählen Zerstörer und Schlachtschiffe, U-Boote, Flugzeugträger, amphibische Angriffsschiffe, Patrouillenboote und Küstenschutzschiffe, aber auch Drohnen und Küstenbatterien. Hochspezialisierte Kriegsschiffe, die für Kampf-, Überwachungs- und strategische Einsätze gebaut werden, prägen die militärische maritime Industrie.
Kommerzieller Schifffahrtsbereich
Der größte und vielfältigste Wirtschaftszweig ist die kommerzielle Schifffahrt, zu der Schiffe für Handel, Transport und andere kommerzielle Zwecke gehören. Zu diesem Bereich gehören Passagier- und Kreuzfahrtschiffe, Frachtschiffe (Massengutfrachter, Tanker und Containerschiffe), Flusskreuzfahrtschiffe und Fähren, Fischereifahrzeuge und Offshore-Förderschiffe für die Gas- und Ölindustrie. Dieser Industriezweig ist für den Welthandel und die Wirtschaft von wesentlicher Bedeutung.
Privater Schifffahrtsbereich
Dieser Bereich befasst sich mit Wasserfahrzeugen für den Privat- und Freizeitgebrauch. Sie besteht aus Motorbooten, Segelyachten, Rennbooten, Wassermotorrädern (Jetskis usw.) und kleinen Fischerbooten. Auch der Bereich des Wassersports mit Kanus, Kajaks oder Tauchausrüstung fällt mit in diesen Bereich.
Was sind die wichtigsten Merkmale von Bauteilen, die bei der Herstellung von Komponenten für die maritime Industrie zu berücksichtigen sind?
Korrosionsbeständigkeit
Die Bauteile müssen dem Meerwasser und den widrigen Bedingungen auf See standhalten können. Die Verwendung korrosionsbeständiger Materialien wie Aluminium in Marinequalität, Edelstahl, Bronze oder spezielle Verbundwerkstoffe und Kunststoffe ist unerlässlich.
Langlebigkeit
Schiffsteile müssen rauen Bedingungen wie hoher Luftfeuchtigkeit, abrupten Temperaturschwankungen und ständiger Bewegung standhalten. Sie müssen auch bei längerer Belastung und Erschöpfung widerstandsfähig sein.
Gewichtsoptimierung
Um die Kraftstoffeffizienz und die Gesamtleistung des Schiffes zu erhöhen, robuste Materialien mit idealer Gewichtsverteilung benötigt. Hier können die großen Vorteile der Additiven Fertigung insbesondere zum Tragen kommen.
Witterungsbeständigkeit
Bauteile und Komponenten müssen längere Zeit Wind, UV-Strahlen und Temperaturschwankungen standhalten können, ohne Schaden zu nehmen.
Einhaltung von Sicherheitsanforderungen
Die Teile müssen die strengen Sicherheitsrichtlinien der Internationalen Schifffahrtsorganisation (IMO) einhalten.
Wasserdichtigkeit
Viele Komponenten müssen wasserbeständig oder wasserdicht sein, um in maritimen Situationen effektiv zu funktionieren.
Skalierbarkeit
Um unterschiedlichen Gefäßgrößen oder Anforderungen gerecht zu werden, sollten die Teile so konstruiert sein, dass sie leicht skaliert werden können.
Wartungsfreundlichkeit
Um die Ausfallzeiten des Schiffes zu reduzieren, sollten die Komponenten so beschaffen sein, dass sie einfach zu warten, zu reparieren oder zu ersetzen sind.
Designflexibilität
In der Schifffahrt ist die Möglichkeit, komplizierte Geometrien zu entwerfen, die mehrere Funktionen in einem einzigen Gegenstand vereinen, von unschätzbarem Wert. Dadurch können auch ideal kundenspezifische Wünsche erfüllt werden.
Was sind die Vorteile des 3D-Drucks in der Schifffahrtsindustrie?
Just-in-Time-Fertigung
Selbst an entlegenen Orten wie Schiffen auf See können dank 3D-Druck Teile auf Abruf hergestellt werden. Hersteller und Servicetechniker können digitale Dateien für ältere Teile aufbewahren, sodass sie auf Abruf drucken und ältere Geräte betriebsbereit halten können, selbst wenn die Originalteile nicht mehr im Handel erhältlich sind. Dies ermöglicht schnelle Reparaturen und beseitigt die Notwendigkeit, große Lagerbestände an Ersatzteilen zu führen und Wartezeiten in Kauf zu nehmen.
Designflexibilität
Mit der Additiven Fertigung lassen sich auf einfache Weise komplexe Formen herstellen, die mit herkömmlichen Techniken nur schwer zu realisieren wären. Der 3D-Druck ermöglicht schnelle Entwurfsiterationen und Rapid Prototyping, was den Entwicklungsprozess beschleunigt. Die Teile können so gestaltet werden, dass sie bei gleichbleibender Festigkeit leichter sind, was die Effizienz der Schiffe verbessert.
Umweltauswirkungen
Im Vergleich zu konventionellen Verfahren führt die Additive Fertigung zu einer erheblichen Verringerung des Materialausschusses. Beim 3D-Druck wird nur das für das Teil benötigte Material verwendet, was den Ausschuss im Vergleich zu subtraktiven Fertigungsverfahren verringert. Unter bestimmten Umständen können auch recycelte Materialien verwendet werden, was den Zielen der Nachhaltigkeit sehr zuträglich ist.
Was sind die Anwendungen des 3D-Drucks in der maritimen Industrie?
Rapid Prototyping und Modellbau
Mithilfe des 3D-Drucks können Schiffsarchitekten und Designer jetzt maßstabsgetreue Modelle von Schiffen und Yachten herstellen, die unglaublich realistisch und detailliert sind. Diese Modelle helfen den Ingenieuren, ihre Konzepte zu visualisieren und zu verbessern, bevor sie in großem Maßstab hergestellt werden, weshalb sie für Designtests so wichtig sind. So ist es beispielsweise möglich, U-Boot-Prototypen schnell in 3D zu drucken, was eine schnellere Überarbeitung und Weiterentwicklung des Designs ermöglicht. Diese Anwendung beschleunigt den gesamten Prozess der Schiffskonstruktion, indem sie den Zeit- und Kostenaufwand für den traditionellen Modellbau drastisch reduziert.
Ersatzteilproduktion On-Demand
Heutzutage können 3D-Drucker auf Schiffen installiert werden, sodass sie Ersatzteile herstellen können, wann immer sie gebraucht werden, selbst an weit entfernten Orten auf See. Dank dieser Kapazität müssen keine großen Lagerbestände an Ersatzteilen mitgeführt werden und die Ausfallzeiten werden erheblich reduziert. Der Einsatz des 3D-Drucks für U-Boot-Ersatzteile durch die US-Marine ist ein bemerkenswertes Beispiel. Indem sie sicherstellt, dass wichtige Teile ständig verfügbar sind, verbessert diese Strategie die Einsatzbereitschaft und verringert die logistischen Schwierigkeiten, die bei der Nutzung herkömmlicher Lieferketten auftreten.
Kundenspezifische und komplexe technische Komponenten
Komplexe Objekte, die mit herkömmlichen Methoden nur schwer oder gar nicht herzustellen wären, können nun dank 3D-Druck produziert werden. Beispiele sind 3D-gedruckte Schiffspropeller, die auf bestimmte Leistungsmerkmale abgestimmt sind, und kraftstoffsparende Einspritzdüsen für Schiffsmotoren. Die Gesamtleistung und Effizienz des Schiffes kann durch die Anpassung dieser Teile an präzise Standards gesteigert werden.
Ausrüstung für Unterwassereinsätze
Komponenten für Tiefseeüberwachungsanlagen und Teile für autonome Unterwasserfahrzeuge (AUVs) lassen sich mithilfe des 3D-Drucks herstellen. Die Möglichkeit, Komponenten herzustellen, die stabil und resistent gegen den hohen Druck in der Tiefsee sind, ist für diese Anwendungen von Vorteil. Der 3D-Druck wird beispielsweise von Unternehmen wie ecoSUB Robotics eingesetzt, um qualitativ hochwertige und kostengünstige Unterwasserfahrzeuge für Tiefseeüberwachungsmissionen herzustellen, was die Anpassungsfähigkeit dieses Herstellungsverfahrens an spezifische maritime Anwendungen beweist.
Werkzeuge und Vorrichtungen
Die schnelle Herstellung kundenspezifischer Vorrichtungen wird durch den 3D-Druck ermöglicht und im Schiffbau und in der Schiffsreparatur eingesetzt. Die Geschwindigkeit, mit der diese Werkzeuge für bestimmte Anforderungen entwickelt und hergestellt werden können, erhöht die Genauigkeit und Effizienz der maritimen Produktion. So können Werften beispielsweise komplexe Vorrichtungen für die Montage oder spezielle Halterungen für Schweißvorgänge auf Grundlage der spezifischen Geometrie verschiedener Schiffskomponenten entwerfen.
Äußere und innere Bootskomponenten
Was die externen Komponenten betrifft, so ist es möglich, robuste, wetterfeste Gehäuse und Halterungen für Kameras und Radome zu entwerfen, die an bestimmte Geräte und Positionen an Bord des Schiffes angepasst werden können. Es ist auch möglich, Hupenklampen und Getränkehalter speziell für die praktischen Bedürfnisse und stilistischen Vorlieben des Bootes anfertigen zu lassen.
Im Inneren des Bootes sorgen maßgeschneiderte Licht- und Steckdosengehäuse für ein einheitliches Erscheinungsbild, und Instrumentenabdeckungen können passgenau für eine Vielzahl von Messgeräten und Anzeigen angefertigt werden. Es ist auch möglich, Lüftungsöffnungen zu entwerfen, die das Innendesign des Bootes ergänzen, und Toilettenabdeckungen nach Maß anzufertigen, die sowohl das Aussehen als auch die Hygiene verbessern.
Welche Materialien empfehlen wir für den 3D-Druck in der maritimen Industrie?
Als verantwortungsbewusster 3D-Druck-Dienstleister legen wir größten Wert auf die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Leistung unserer Teile in maritimen Umgebungen. Aus diesem Grund bieten wir nur Materialien an, die die strengen IACS E10-Tests für Salznebel (Test Nr. 12), Kälte (Test Nr. 11) und Flammschutz (Test Nr. 21) bestanden haben. Dieses anspruchsvolle Verfahren stellt sicher, dass unsere 3D-gedruckten Komponenten der rauen Meeresumgebung standhalten, die salzhaltige Luft, eisige Temperaturen und potenzielle Brandgefahren umfasst. Durch die Einhaltung dieser Standards gewährleisten wir die Einhaltung der gesetzlichen Bestimmungen für die Schifffahrt, verbessern die Betriebssicherheit und verringern die Wahrscheinlichkeit eines vorzeitigen Ausfalls.
Unsere Verpflichtung, nur geprüfte und zugelassene Materialien zu verwenden, zeigt unser Engagement für die Bereitstellung hochwertiger, langlebiger Lösungen, die den einzigartigen Herausforderungen der maritimen Industrie gerecht werden und letztlich die Sicherheit von Schiffen und Besatzungen gewährleisten und gleichzeitig die langfristige Kosteneffizienz für unsere Kunden optimieren.
FDM Nylon 12CF (Carbon Fiber) von Stratasys® - Gedruckt auf dem Stratasys® Fortus® 450mc
FDM Nylon 12CF (Carbon Fiber) von Stratasys® hat die beste Biegefestigkeit unter den FDM-Thermoplasten, was zu einem außergewöhnlichen Verhältnis von Steifigkeit zu Gewicht führt, was für maritime Anwendungen, die Gewichtsreduzierung und strukturelle Integrität erfordern, entscheidend ist.
Seine hohe Ermüdungsbeständigkeit macht es zu einem idealen Material für Komponenten, die wiederkehrenden Belastungen, Vibrationen und regelmäßigem Gebrauch unter maritimen Bedingungen ausgesetzt sind. Die hohe chemische Beständigkeit von Nylon 12CF ist besonders nützlich für Teile, die Seewasser und anderen maritimen Schadstoffen ausgesetzt sind.
Salznebel (Test Nr. 12): Bestanden
Kälte (Test Nr. 11): Bestanden
Flammhemmung (Test Nr. 21): Bestanden
Der Fortus® 450mc bietet eine präzise, zuverlässige Leistung, die es Ihnen ermöglicht, Lieferketten zu revolutionieren, die Fertigung zu beschleunigen und Produktionskosten zu sparen. Seine bewährte Zuverlässigkeit und die Fähigkeit, das FDM Nylon 12CF (Carbon Fiber) von Stratasys® zu verwenden, machen ihn zu einer zuverlässigen 3D-Drucklösung für maritime Anwendungen.
Stratasys®
Fortus® 450mc
BAUGRÖSSE
406 x 355 x 406 mm
BAUVOLUMEN
58.500 cm³
Eric Meinzer
Teamleiter Polymer-Druck
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ASA von Stratasys® - Gedruckt auf dem Stratasys® Fortus® 450mc
ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylat) von Stratasys® bietet eine gute UV-Stabilität und ist für maritime Bauteile, die direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind, unerlässlich, da es dazu beiträgt, die mechanischen Eigenschaften und das Aussehen über die Zeit zu erhalten.
Die hohe Witterungsbeständigkeit von ASA, einschließlich Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen, macht es ideal für maritime Außenanwendungen. Seine chemische Beständigkeit ist in Umgebungen nützlich, in denen es häufig mit zahlreichen Chemikalien in Berührung kommt. Die Dimensionsstabilität des Materials sorgt dafür, dass die Teile unter den zahlreichen Umgebungsbedingungen auf See einwandfrei funktionieren
Salznebel (Test Nr. 12): Bestanden
Kälte (Test Nr. 11): Bestanden
Flammwidrigkeit (Test Nr. 21): Bestanden
Der Fortus® 450mc bietet eine präzise, zuverlässige Leistung, die es Ihnen ermöglicht, Lieferketten zu revolutionieren, die Fertigung zu beschleunigen und Produktionskosten zu sparen. Seine bewährte Zuverlässigkeit und die Fähigkeit, die ASA von Stratasys® zu verwenden, machen ihn zu einer zuverlässigen 3D-Drucklösung für maritime Anwendungen.
Stratasys®
Fortus® 450mc
BAUGRÖSSE
406 x 355 x 406 mm
BAUVOLUMEN
58.500 cm³
Eric Meinzer
Teamleiter Polymer-Druck
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ULTEM™ AM9085 von Stratasys® - Gedruckt auf dem Stratasys® F900
ULTEM™ AM9085 Filament ist ein Hochleistungsthermoplast mit außergewöhnlichen physikalischen und mechanischen Eigenschaften, ideal für anspruchsvolle und spezielle Anwendungen, wie z. B. in der maritimen Industrie. Es ist eines der stärksten Stratasys® FDM-Materialien und sein hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis macht es ideal für Anwendungen mit hoher Festigkeit und geringem Gewicht.
ULTEM™ AM9085 Filament hat eine hohe Schlagzähigkeit, eine ausgezeichnete chemische Toleranz und erfüllt verschiedene Industriestandards für Flammen, Rauch und Toxizität. Die überlegene Leistung von ULTEM™ 9085 macht es zu einem brauchbaren Ersatz für Metallkomponenten in maritimen Anwendungen, wodurch das Gewicht reduziert und die Korrosionsbeständigkeit verbessert wird.
Salznebel (Test Nr. 12): Bestanden
Kälte (Test Nr. 11): Bestanden
Schwerentflammbarkeit (Test Nr. 21): Bestanden
HDT @ 0,45 MPa: 176,9°C
HDT @ 1,82 MPa: 172,9°C
Die massive Baukammer des F900 FDM-Druckers ergänzt die Materialeigenschaften des ULTEM™ AM9085 von Stratasys® und ermöglicht die Herstellung von massiven Schiffskomponenten oder vielen Teilen in einem einzigen Druckvorgang. Die Fähigkeit des Druckers, viele Materialien zu unterstützen und während des Betriebs konsistent und zuverlässig zu sein, macht ihn zu einem wichtigen Werkzeug für maritime Anwendungen, bei denen das Versagen von Komponenten schwerwiegende Folgen haben kann.
Stratasys®
F900™
BAUGRÖSSE
914,4 x 609,6 x 914,4 mm
BAUVOLUMEN
510.000 cm³
Eric Meinzer
Teamleiter Polymer-Druck
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Antero 800NA von Stratasys® - Gedruckt auf dem Stratasys® F900
Antero 800NA ist ein FDM-Thermoplast auf PEKK-Basis (Polyetherketonketon) mit hervorragender chemischer Beständigkeit, extrem geringer Ausgasung und ausgezeichneter Wärmebeständigkeit, wodurch er sich ideal für anspruchsvolle Schiffsanwendungen eignet.
Aufgrund seiner ausgezeichneten Festigkeit und Ausdauer eignet er sich hervorragend für Komponenten, die den rauen Bedingungen auf See ausgesetzt sind, wie z. B. Kraftstoffe, Öle und Hydraulikflüssigkeiten, die in der Schifffahrt vorkommen. Die geringen Ausgasungseigenschaften des Materials sind besonders nützlich in geschlossenen Räumen wie Schiffen und U-Booten, wo die Luftqualität entscheidend ist.
Salznebel (Test Nr. 12): Bestanden
Kälte (Test Nr. 11): Bestanden
Flammenhemmung (Test Nr. 21): Bestanden
Die massive Baukammer des F900 FDM-Druckers ergänzt die Materialeigenschaften des Antero 800NA von Stratasys® und ermöglicht die Herstellung von massiven nautischen Komponenten oder vielen Teilen in einem einzigen Druckdurchgang. Diese Kombination vermeidet den Ausschuss und die Designeinschränkungen, die mit der subtraktiven Fertigung von teurem PEKK-Material verbunden sind, und ist somit eine kosteneffiziente Lösung für kundenspezifische oder kleinvolumige maritime Teile.
Stratasys®
F900™
BAUGRÖSSE
914,4 x 609,6 x 914,4 mm
BAUVOLUMEN
510.000 cm³
Eric Meinzer
Teamleiter Polymer-Druck