2026年10月20日，JOME Engineering公司在迪拜利用电弧增材制造（WAAM）技术生产了一个替换船用螺旋桨。由于没有CAD文件或模具，该公司根据原螺旋桨的3D扫描数据重建了螺旋桨模型。
△电弧增材制造螺旋桨
这个重达26公斤的不锈钢螺旋桨由意大利大型增材制造（AM）公司Caracol的VipraAM系统打印而成，称其为阿联酋首个3D打印船用螺旋桨。据Caracol 公司称，与铸造相比，打印螺旋桨可将交货时间缩短约 60%，成本降低约 40%。
无图纸化设计
客户要求JOME公司重新制造一个与现有螺旋桨完全相同的螺旋桨，并且需要尽快交付。由于没有现成的图纸，诸如叶片曲率、螺距以及叶片与轮毂的过渡等细节都只存在于实物部件中。如果采用铸造方式，则需要制作新的模具，然后还要在铸造厂排队等待数周。JOME公司没有采用传统方式制造螺旋桨，而是扫描了原螺旋桨，制作了数字母模，并使用Caracol公司的机器人WAAM平台Vipra AM，以SS316L不锈钢打印了替换件。Vipra AM是用于大型金属零件的机器人WAAM平台。这项工作在JOME位于迪拜的工厂完成，靠近螺旋桨所安装的船舶。
△CaracolAM WAAM 购买飞行比率提前期缩短。图片来自 Caracol。
分阶段建造，以机械加工为主
团队分段制造螺旋桨，首先加工的是中心轮毂（或称轮轴）。经渗透探伤确认无裂纹和孔隙后，才将三片桨叶安装上去。机械加工耗时约100小时，是整个过程中最困难的一步。螺旋桨叶片是扭曲的自由曲面，可用的参考点很少，因此即使设置了定位指针，对准零件仍然很困难。为了控制对准误差，团队在每个阶段结束后都会对螺旋桨进行重新扫描。每次扫描结果都会与数字母版进行比对，以确认剩余材料是否足够进行后续切割。扫描结果也为JOME公司提供了每一步制造过程的详细记录。最后，手工打磨、螺距验证和平衡工序完成了整个工作。
项目总共耗时约120小时，沉积工序耗时20小时，其余时间用于机械加工和精加工。Caracol指出，这种工时分配比例对于精密金属零件而言很常见。
△CaracolWAAM螺旋桨金属沉积。图片由Caracol提供。
更低的成本和可重复使用的数字文件
Caracol公司将交付周期的缩短归功于省略了模具生产和铸造工序，这使得船舶能够更快地恢复使用。成本的节省则源于避免了模具费用，而模具通常是单件铸造螺旋桨最大的固定支出，因为无需进行批量生产来分摊这笔费用。JOME公司现在将螺旋桨的几何形状以数字文件的形式保存，因此未来的替换件可以直接进行打印，无需重新扫描。Caracol公司还表示，WAAM技术仅熔化沉积的金属丝，无需钢模，这有助于减少单体零件的碳排放。
项目展示了金属增材制造在船舶维护领域的应用案例，其中备件可能仅以实物形式存在。扫描技术可以恢复图纸中未曾捕捉到的几何形状，而WAAM技术则可以直接复制形状。据Caracol公司称，这缩短了交货周期，降低了原材料投入使用率，这意味着最终成品所需的原材料极少。
船舶零部件无图纸逆向制造工程
JOME 的螺旋桨解决了船舶维护中的一个问题：更换单个没有图纸的金属部件，在铸造时意味着需要新的模具和数周的准备时间。荷兰皇家海军维修公司 Marinebaedrijf KoninklijkeMarine (MKM) 在 2017 年描述了图纸缺失问题。公司数控协调员 Ben Jansen 表示经常缺少需要维修或更换的零件的图纸或 CAD 文件，其中包括老旧舰艇上已停用的零件以及舰上难以触及的零件。MKM 转而使用Artec 3D扫描仪，根据实物零件构建数字模型，这与 JOME 的数字母版类似。扫描后的模型随后被用于多种加工流程，包括 3D 打印、数控铣削、注塑成型和手工焊接。例如，在一次案例中，受损的登陆艇叶轮经过扫描定位后，使用机器人焊接机进行了修复，而无需完全更换。
由达门造船集团与RAMLAB、Promarin、Autodesk和法国船级社（Bureau Veritas）联合开发的WAAMpeller螺旋桨制造系统，更接近JOME的生产方式。RAMLAB使用WAAM技术，以镍铝青铜（NAB）为材料，打印出重达400公斤、长1.35米的拖船螺旋桨，然后通过数控机床（CNC）铣削完成最终加工，打印后加工的流程与JOME类似，但起始阶段有所不同。工程团队使用3D CAD文件进行开发，达门项目工程师Kees Custers将如何将3D文件转化为实物零件描述为项目的挑战所在。
JOME 的螺旋桨维修工作将这两个步骤结合在一个维修项目中，即在没有图纸的情况下扫描零件，并通过 WAAM 和机械加工进行重建。
技术规格
来源：南极熊
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