快艇制造商用3D 技术以巡航速度高效造船

:3D 技术帮助高端快艇制造商在保证制造工艺不变的同时快速从设计转入生产模式环节。
 作者:Beth Stackpole  发表时间:2008-04-21


3D CAD 模型提高了快艇设计结构的准度和精度。
来源:Sabre 快艇公司

  谁能制造市价3,500万美元,164英尺高的超级快艇?过去这常常是那些凤毛麟角的超级富商们,他们甚至愿意让技巧精湛的工艺师为他们制造完全个性化的快艇而等上几年的时间。
  如今,由于人们对巡航艇的极大需求,制造商急需缩短原来为期五年的设计周期。这就是为什么很多高端快艇设计者改变他们制造快艇的方法,使用3-D CAD工具以及高端CNC(http://designnews.com.cn/0804-307.aspx)机床来创造更多的生产模式环境。借助这些新工程设计的实践经验,即使在个性化程度适中的情况下,高端快艇的制造时间也能缩短为18个月甚至更短,快艇建造者可以在更加规范统一的基础上重复他们的复杂设计同时提高快艇的质量。
  前面所说的3-D CAD模型,2-D绘图以及人力工匠的努力造就了高端快艇设计。设计师们为快艇设计出复杂的结构,从船的外壳到内部的家具都是2-D绘图。接下来,技术娴熟的放样工以及其他工匠们用他们多年积累的快艇建造的专家经验“填补设计漏洞”,同时进行恰当的修改让2-D绘图
展现出复杂的快艇结构。问题是设计元素常常会在转换中遗失,无法保证在不同放样工的操作下,相同的设计会制造出完全一样的快艇。
  Robert McNeel & Assoc公司是一家位于西雅图的公司,该公司的Rhino freeform 3-D模型软件(http://designnews.com.cn/0804-308.aspx)常被快艇制造商采用,该公司的产品经理Davidson Scott介绍说,“甲板上的放样工将会按照他们原来制造快艇的方法重建一次。在转换当中,信息常常丢失,我们可以做的事情非常有限。它将会限制建造产品的方法,约束构建产品的外形,同时让项目的可重复性受到局限。”
  3-D设计图
  3-D模型制造公司的整合,如Rhino公司以及和成熟的CNC机器公司的合并,将会快速改变快艇制造行业的格局。如今,个性化设计取代了过去的单一设计,根据个人需求剪裁,同时按订单取材。3-D模型能提供快艇基础模型精准设计图,输入大型CNC机器之后,进行高精度剪裁。为避免刮伤,快艇制造商在运输之前,将客户个性化需求添加到基本模型组装中,取代了个体快艇标准化制造。因此,以3-D CAD/CAM驱动的方式方法让快艇制造商确保了设计的一致性,为生产模式环境开辟了道路,缩短了前进时间,同时提高了生产多种快艇的能力。
  这正是美国第二大复合机动快艇制造商Westport Shipyard公司的案例。他们的模型大小从98英尺到164英尺。2003年,根据向生产模式环境进军的战略,Westport公司将自己的2-D CAD工具搁置,转向SolidWorks公司的3-D CAD软件。2-D设计方法由于适用于平行设计结构而受到局限,与其他系统也不兼容。根据Westport公司应用工程师Jack Sanford所说,那需要大量的重建工作。“2-D在实际工作中暴露了许多缺点,因此有很多需要改进的地方。”Sanford说道。“总有觉得不平衡的地方,因此必须上船检查,决定如何保持结构紧凑和整洁。”



像Hinckley 公司伸缩顶棚这样的设计不依
靠3-D 模型技术是无法完成的。
来源:Hinckley 公司

  Westport公司从开发164英尺豪华模型入手开始它的3-D旅程。单单快艇的零部件就有30,000个,需要大约250,000到300,000人工时建造。最初的计划是由SolidWorks公司设计所有快艇内部的木工活-包括家具、墙面、天花板以及船上任何玻璃纤维框架内需要木材制造的地方,目标是在降低生产人工时同时,更加有效的完全重新制造快艇。


Sabre 的34 英尺快艇模型。
来源:Sabre 快艇公司

  Westport公司造出的第一个产品是在旧有的2D工艺基础上生产的原型船,但是它也可以下水航行。由于加载的2-D数据不完成,Westport公司的船员要手动调整设计来适应实际操作,这意味着快艇的改造会随着船员的不同和快艇复制代数的不同而各异。另外,这样大小的快艇,会随着船员对系统改造的顺序,动态变更设计。例如,电子小组根据管道小组安置管道的结构而受影响,反之也是如此。Sanford介绍说:“由于每个人都只收到一部分信息,他们受到最先安置系统的影响而做出设计调整,因此不断的修改设计让快艇制造无法达到可重复性。”
  3-D模型不会出现这样的现象,这种模型可以进行大规模的虚拟装配,它允许Westport公司的设计师们在生产制造前解决结构大小合适和相互间的干扰问题。运用在所有快艇家














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