Die Bedeutung der additiven Fertigung im Schiff- und Yachtbau

Schiff- und Yachtbau

 

Die Verwendung von 3D-Drucktechnologie im Schiffbau nimmt stetig zu. Immer mehr Schiffbauunternehmen erkennen das Potenzial und die Vorteile der additiven Fertigung mit industriellen 3D-Drucksystemen. Die additive Fertigungstechnologie hat erhebliche Auswirkungen auf das profitträchtige After-Sales-Geschäft, die Produktentwicklung und die Wettbewerbslandschaft von Schiffsherstellern. Gleichzeitig ergeben sich zahlreiche Chancen, bestehende Marktpositionen zu stärken und neue Marktpotenziale zu erschließen.

Es ist daher wichtig, dass Führungskräfte in der Schiffbauindustrie sich mit den bevorstehenden Chancen und Veränderungen in ihrem eigenen Marktumfeld auseinandersetzen und entsprechende Maßnahmen ergreifen. Die Einführung des 3D-Drucks in herkömmliche Produktionslinien wird zweifellos bestehende Geschäftsmodelle und Marktbedingungen verändern. Besonders betroffen sind technisch komplexe Produkte und Kleinserienfertigungen, bei denen die additive Fertigung bereits erfolgreich im Schiffbau eingesetzt wird.

3D-Drucksyteme ermöglichen die Herstellung maßgeschneiderter Komponenten für die Innenausstattung, Ersatzteile und Werkzeuge für Schiffe. Durch den Einsatz von 3D-Druckern können sogar funktionstüchtige Ersatzteile innerhalb kürzester Zeit hergestellt werden, was zu erheblichen Kosten- und Zeitersparnissen führt.

Die außergewöhnlich kurze Herstellungszeit und der geringe Montageaufwand bieten eine höhere Flexibilität bei Kundenanfragen im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungsmethoden.

Vorteile der additiven Fertigung im Schiffbau

1. Zeiteinsparungen und Kostenreduktion: Der Einsatz von additiver Fertigung mit industriellen 3D-Drucksystemen im Schiffbau kann die Herstellungszeit um bis zu 70% verkürzen und die Kosten um etwa 30% senken. Durch die Möglichkeit, Teile nach Bedarf zu produzieren, entfällt die Notwendigkeit für Lagerhaltung und Lieferzeiten können verkürzt werden.

2. Personalisierung und Flexibilität: 3D-Drucksysteme ermöglichen die schnelle und maßgenaue Herstellung von komplexen Teilen. Dies ist besonders vorteilhaft in der Fertigung von Komponenten für die Innenräume, Ersatzteilen und Werkzeugen. Die Technologie erlaubt auch die Entwicklung leichterer und funktionsintegrierter Bauteile.

3. Verbesserte Produktqualität: Durch den direkten 3D-Druck aus digitalen Daten entfallen spezielle Werkzeuge oder Formen. Dies ermöglicht gezielte Anpassungen im Design, um Teile mit verbesserter Leistung herzustellen. Zudem können mehrere Einzelkomponenten in einem einzigen additiv gefertigten Bauteil zusammengefasst werden, was den Montageaufwand reduziert.

4. Anwendungsbereiche im Schiffbau: Die additive Fertigung im Schiffbau findet Anwendung bei der Herstellung von Serienteilen, Struktur- und Verkleidungsteilen, Laminierformen, Ersatzteilen und mehr. Die Technologie kann auch zur selektiven Herstellung und zum Austausch bestimmter Komponenten einer Baugruppe genutzt werden und so erheblich zu Kosteneinsparungen beitragen.

Die additive Fertigung, insbesondere durch den Einsatz von ganzheitlichen Lösungen aus industriellen 3D-Drucksystemen und zertifizierten Materialien, bietet im Schiffbau erhebliche Vorteile. Schiffbauunternehmen sollten sich mit den Möglichkeiten des 3D-Drucks vertraut machen, um ihre Geschäftsmodelle anzupassen, Marktstellungen zu stärken und neue Potenziale zu erschließen. Die additive Fertigung ist Teil eines allgemeinen Wandels von Massenproduktion zu flexibler, individueller Fertigung und wird branchenübergreifend eingesetzt. Werften, Dienstleister, Zulieferer und Spezialunternehmen profitieren von den Anwendungsmöglichkeiten der additiven Fertigung.

grubster – Ihr Partner in der additiven Fertigung im Schiff-und Yachtbau mit industriellen 3D-Drucksystemen

Als Stratasys® Partner bieten wir industrielle 3D-Drucksysteme für Ihre anspruchsvollen Anwendungen im Bereich Schiff- und Yachtbau.

Verfügbare Technologien und Anwendungen

Nutzen Sie die Vorteile verschiedener 3D-Drucktechnologien und Anwendungen, für Ihre seetauglichen Komponenten und Schiffsbauteile.

PolyJet™: Diese Technologie eignet sich beispielsweise für die Modellierung und ermöglicht detaillierte, mehrfarbige und realistische Darstellungen.

Industrielles FDM®: Wird für die Herstellung von Werkzeugen, Produktionsbauteilen und gebrauchsfertigen Serienteilen eingesetzt. Sie zeichnet sich durch Genauigkeit, Konsistenz und hohe Standards im industriellen 3D-Druck aus.

Komplettlösungen für den Einsatz im Schiff- und Yachtbau

Stratasys hat in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IAPT und der Treo - Labor für Umweltsimulation GmbH Materialien für seine FDM®-Technologie gemäß den Standards SOLAS 74 - ISO 18079 zertifiziert. Die Zertifizierung SOLAS 74 (Safety of Life at Sea) und ISO 18079 sind wichtige Standards in der Schifffahrtsindustrie.

SOLAS 74 ist ein internationales Übereinkommen, das Sicherheitsstandards für den Bau, die Ausrüstung und den Betrieb von Schiffen festlegt, um die Sicherheit des Lebens auf See zu gewährleisten. Es enthält u.a. Vorschriften zur Brandschutzsicherheit und zur Sicherheitsausrüstung.

ISO 18079 bezieht sich auf Inspektions- und Wartungsverfahren für Rettungsboote, Rettungsflöße und Rettungseinrichtungen. Es legt die Anforderungen für die Inspektion, Wartung und Reparatur dieser Geräte fest.

SOLAS 74 - ISO 18079 zertifizierte Materialien für maritime Anwendungen in Verbindung mit industriellen 3D-Drucksystemen von Stratasys, bieten fortschrittliche und nachverfolgbare Gesamtlösungen für Ihr Unternehmen.

Unsere Komplettlösungen aus industriellen 3D-Drucksystemen und zertifizierten Materialien für seetaugliche Komponenten, vereinfachen den Arbeitsablauf und ermöglichen die Produktion von Vorrichtungen und Werkzeugen, bis zu anwendungsbereiten und Endverbrauchsteilen.

SOLAS 74 - ISO 18079 Zertifizierte Materialien

FDM Materialien getestet

Salzwasser
ASA, Nylon 12TM, Antero 800NA, UltemTM 9085resin

Kälte
ASA, Nylon 12TM, Antero 800NA, UltemTM 9085resin

Flammhemmend
Antero 800NA, UltemTM 9085resin

Anwendungsbereiche für additive Fertigungsmethoden im Schiff- und Yachtbau

Hotellerie

Selbst im sicherheitsintensiven Hotelbereich von Schiffen und Yachten kann die additive Fertigung eingesetzt werden, um eine Vielzahl von individuellen Elementen zu erstellen. Mit SOLAS 74 - ISO 18079 zertifizierten Materialien können hochwertige und sicherheitskonforme Möbel, Leuchten, Accessoires und sogar architektonische Elemente effizient hergestellt werden. Da diese Elemente direkt vor Ort und nach Bedarf produziert werden können, ermöglicht die additive Fertigung eine erhebliche Reduzierung von Lager- und Versandkosten. Darüber hinaus bietet die 3D-Drucktechnologie eine fast grenzenlose Designfreiheit, was für die Individualisierung von großer Bedeutung ist.

Technik

Im technischen Bereich kann die additive Fertigung von Schiffsteilen und -komponenten mit SOLAS 74 - ISO 18079 zertifizierten Materialien zu erheblichen Betriebsverbesserungen führen. Mit industriellen 3D-Drucksystemen können Ersatzteile vor Ort und bei Bedarf hergestellt werden, was nicht nur den Bedarf an großem Lagerraum reduziert, sondern auch die Wartezeiten für den Ersatzteilversand erheblich verkürzt. Diese Vorteile, kombiniert mit der Fähigkeit, optimierte Komponenten zu entwickeln, die weniger Material verbrauchen und effizienter sind, können zu verbesserten Betriebsbedingungen, reduziertem Energieverbrauch und letztlich zu Kostenersparnissen führen.

Küche

Die Verwendung des 3D-Drucks im Küchenbereich von Schiffen und Yachten eröffnet eine Fülle von Möglichkeiten, die Effizienz zu steigern und einzigartige, maßgeschneiderte Lösungen zu bieten. In Bezug auf die Ausstattung der Küche ermöglicht der 3D-Druck die Herstellung von individuell angepassten Utensilien, Gerätekomponenten und sogar Teilen der Kücheneinrichtung. Es können sowohl Kleinserien als auch Einzelstücke kosteneffizient und schnell produziert werden. Mit der Freiheit, jedes Design zu verwirklichen, können die Komponenten optimal an die speziellen Anforderungen der Küche auf dem Schiff oder der Yacht angepasst werden. Das beinhaltet beispielsweise den Druck von speziell geformten Behältern oder Regalen, die perfekt in die gegebenen Räumlichkeiten passen und dadurch den verfügbaren Platz maximieren. Verwenden Sie die additive Fertigung mit zertifizierten Materialien, die für die spezifischen Bedürfnisse in einer Küchenumgebung geeignet sind, einschließlich hitzebeständiger und lebensmittelsicherer Materialien. Diese Flexibilität in der Materialauswahl eröffnet viele Anwendungsmöglichkeiten für den 3D-Druck in der Küchenausstattung und -instandhaltung.

Outdoor

Die additive Fertigung kann den Outdoor-Bereich von Schiffen und Yachten erheblich transformieren. Mit der Verwendung von SOLAS 74 - ISO 18079 zertifizierten Materialien können sicherheitsrelevante Komponenten direkt vor Ort und bei Bedarf hergestellt werden. Diese Zertifizierung stellt sicher, dass die hergestellten Teile den höchsten Sicherheitsstandards entsprechen. Neben der Senkung von Produktionskosten, kann die additive Fertigung dazu beitragen, die Leistung der Schiffe und Yachten zu verbessern, indem sie leichtere und doch robuste Teile herstellt, die den Energieverbrauch reduzieren.

Die Fregatte Sachsen der Bundeswehr hat begonnen, Ersatzteile direkt an Bord zu produzieren. Diese Vor-Ort-Herstellung wurde in einem mehrtägigen Testlauf auf der Nordsee eingeleitet, um die Qualität und Zuverlässigkeit der mittels FDM-Druck hergestellten Maschinen- und Ausrüstungsteile unter den speziellen Bedingungen eines Kriegsschiffes zu überprüfen.

Anwendungsbeispiel

 

Obwohl die 3D-Drucktechnik für die Produktion von Teilen in der Automobil-, Eisenbahn-, Luft- und Raumfahrtindustrie - wie beispielsweise bei Airbus - bereits Alltag ist, ist ihre Anwendung auf Schiffen aufgrund der dort vorherrschenden Umstände, wie dem Salzgehalt der Luft und den Schiffsbewegungen sowie den durch den Antrieb verursachten Schwingungen, weitaus komplexer.

Die Anwendungsmöglichkeiten umfassen beispielsweise:

  • Struktur-und Verkleidungsteile
  • Laminierformen für Faserverbund-Bauteile
  • Substitution von mit Glasfaser gefertigten Komponenten
  • Bauteile für den Innen- und Außenbereich, Küchenbereich, Fluchtwege und Technischen Bereichen
  • Kostengünstige Produktion von Ersatzteilen in geringen Stückzahlen
  • Temporärer Einsatz von gedruckten Teilen für die Einsatzfähigkeit
  • Werkzeuglose Herstellung von Komponenten
  • Integration der Anlagentechnik für den Einsatz an Bord oder im Hafen

Die Kosten für den Betrieb der über 53000 PS starken Schiffe der Bundeswehr sind erheblich und würden durch die vorzeitige Beendigung einer Mission aufgrund mangelnder Ersatzteile noch weiter steigen. Daher wird die Fähigkeit zur Herstellung der benötigten Teile direkt vor Ort als potenzielle Kostenersparnis angesehen.

In Zusammenarbeit mit einem Team von der Helmut-Schmidt-Universität der Bundeswehr werden auf der Fregatte Sachsen während einer mehrere Tage dauernden Nordseefahrt verschiedene Teile, darunter Halter für Infusionsbeutel und Trackballs, mit Geräten der Firma Stratasys gedruckt und eingesetzt. Dieser Ansatz verspricht zusätzliche Einsparungen, denn ein weiterer Vorteil der additiven Fertigung an Bord besteht darin, dass die auszutauschenden Teile einfach hergestellt werden können. Wenn wir zum Beispiel die Trackballhalterungen betrachten, die an Bord verwendet werden und häufig Probleme mit den Haken haben, dann erfordert ein herkömmlicher Austausch den Kauf einer kompletten Einheit.

Mit der additiven Fertigungstechnologie kann diesem und anderen Herausforderungen entgegengewirkt werden, indem bei Bedarf nur dieses spezifische Bauteil vor Ort hergestellt und ausgetauscht wird.

 

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