“巨无霸”吊钩负载可达350吨！豪氏威马3D打印起重机吊钩性能对飙传统铸造

2021年7月15日，南极熊获悉，重型设备制造商豪氏威马（Huisman）于近日结束了一项3D打印吊钩的测试实验，它通过3D打印技术制造出四个大尺寸的起重机吊钩，每个吊钩提升载重能够达到350吨。

此外，这款尺寸约为1.7 x 1.3m，重量达1700公斤的重型吊钩还通过了Lloyd's Register公司的认证，要知道它比以前的设计产品大9倍之多。Huisman表示3D打印技术比起铸造或锻造等传统技术的生产效率都要高，增材制造（AM）技术除了缩短部件的交货时间外，它还能够降低相关的生产成本。

△豪氏威马的3D打印起重机吊钩（如图）比第一代产品大9倍。图片来自豪氏威马。

豪氏威马与增材制造技术

豪氏威马是一家总部位于荷兰的制造商，主要为民用、可再生能源、休闲、石油和天然气行业的客户制造工业设备。在过去的五年里，这家公司一直尝试电弧增材制造（WAAM）在制造其起重机吊钩方面的潜力，并计划生产出优于传统同类产品的加强型设计产品。

早在2018年1月，Huisman首次对一个1000公斤的钢制吊钩进行了成功的负载测试，事实证明它能够一次拖动高达80吨的有效载荷。豪氏威马随后与RAMLAB一起加入了一个由Autodesk、DNV GL、BureauVeritas、ABS和Voestalpine BöhlerWelding组成的投资团队，并计划用增材技术制造世界上最重的钢制吊钩。

不久之后，豪氏威马便成功地3D打印出一个更大版本的36,000公斤吊钩，同时通过了美国船级社（ABS）的认证，被安装在OOS Serooskerke号半潜式起重机上。这款吊钩被认为是首个实现最终用途的产品，当时被认为是在海事和近海行业内3D打印部件得以应用的重要一步。

△豪氏威马最初的WAAM 3D打印起重机吊钩进行了80吨的负载测试。照片由豪氏威马提供

扩大海事领域3D打印的规模

与其前身一样，豪氏威马的最新款吊钩也是由WAAM 3D打印的高等级抗拉钢，但这次它们的尺寸被扩大到了原来的9倍。因此，在劳埃德船级社进行的初步测试中，每件由大约90公里长的焊丝组成的负载设备都显示出惊人的350吨级起重能力。

据Huisman公司称，使用3D打印技术来生产大尺寸的零件，可以使它们的内部质量水平保持一致，而这正是铸造或锻造设备难以做到的地方。测试项目协调员Daniel Bílek解释说："锻打钩的成本随着尺寸的增加而成倍增加，特别是如果它是一个非标准尺寸的复杂件。

他还表示："如果钩子是通过铸造生产的，内部质量不一致的问题可能会导致交货时间延长。所有这一切促生了我们采用AM技术制作吊钩的想法，即使用所谓的WAAM方法。经过五年时间对3D打印产品的研究、开发和测试，我们已经获得了必要的专业知识，可以采用这种创新方法来生产高质量的吊钩。起重机吊钩通常是海上工业重型起重吊车所需要交付的一类的产品，也是我们的主打产品之一"。

豪氏威马还表示，改用3D打印技术后他们对生产过程有了更大的控制权，解锁了以前无法制造的吊钩设计以及个性化定制的材料。要知道这些材料具有他们所需的强度、延展性和抗腐蚀品质，是生产能够执行艰巨的重型起重任务的设备的理想选择，而3D打印就很好的帮助他们实现了这一点。

在测试计划取得初步成功后，豪氏威马公司现在打算在其位于捷克共和国Sviadnov的工厂继续扩大产能，目前该厂有三个焊接机器设备。它的目标是在其升级后的综合设施中，用WAAM 3D打印出更大的吊钩，由此制造的吊重设备负载能力将重达5,000公斤。

WAAM技术的工业多功能性

△电弧增材制造技术

WAAM技术实际上与传统焊接方法的原理有一定类似之处，它可用于制造高坚固性的部件，能够满足苛刻的航空航天和海事应用。例如，法国国防公司Naval Group就曾与Centrale Nantes工程学院合作，用WAAM 3D打印世界上第一个空心螺旋桨叶片。

同样，达门造船集团已经成功地3D打印了一个被称为 "WAAMpeller"的大型拖船螺旋桨。它是在RAMLAB、Promarin、Autodesk和必维国际检验集团的共同合作下完成的，最终部件的宽度为1.35米，重量为400公斤，具有双曲线的几何形状，其中包含了棘手的悬垂部分。

克兰菲尔德大学也一直是WAAM工业应用的主要推动者，在过去几年间它的WAAM 3D技术已经解决了各种航空航天客户的需求。早在2019年，该机构就曾为BAE系统公司的欧洲战斗机3D打印了喷气式战斗机部件，并与泰雷兹-阿莱尼亚航天公司一起打印了其他原型部件。