ST Engineering Land Systems 采用 CreatBot D1000 Pro HS 加速水下潜艇装备研发

发布日期: 2025-05-08
预计阅读时间 6 分钟

关于客户

ST Engineering Land Systems Ltd 是新加坡科技工程公司的核心业务板块,在国防和特种工程领域拥有超过50年的技术积累。除了知名的陆地系统业务外,公司在海洋和深海装备领域也具备深厚实力,专注于水下潜艇系统、海洋无人平台和深海勘探装备的研发、制造及全生命周期技术支持。

作为亚太地区重要的水下国防装备供应商,ST Engineering Land Systems 始终遵循最严苛的海洋军工制造标准。所有产品必须满足高耐压、耐腐蚀、高密封性和高精度要求,确保在极端深海环境下可靠运行。

项目背景与挑战

在新型水下潜艇装备研发过程中,ST Engineering Land Systems 遇到了传统制造工艺无法解决的效率瓶颈。

潜艇作为超大型复杂装备,其研发不可避免地采用分段模块化设计,无法实现整体制造。传统 CNC 加工和模具铸造工艺在制造大型分段原型时存在明显短板:

  • 1米级舱段或内部框架原型采用传统工艺需要3-4周才能完成,一旦需要设计变更,就需要重新编程或重新开模,成本高、周期长。
  • 潜艇部件多采用 PA-CF、PET-CF 等高强度耐腐蚀复合材料,普通3D打印机缺乏恒温环境,制造大型部件时容易产生翘曲、开裂和层间分层。
  • 复杂的密封腔体和管路集成结构,传统工艺需要拆分成多个小零件加工后再组装,不仅增加工作量,还容易产生配合间隙,影响水下密封性能。
  • 多版本方案对比验证效率低,严重拖慢整个研发项目进度。

为解决这些问题,ST Engineering Land Systems 开始寻找能够满足其严苛要求的工业级3D打印解决方案。

CreatBot D1000 Pro HS 正在打印潜艇船首锥形导流结构,复杂曲面一体成型无需二次加工
图1:设备正在打印潜艇船首锥形导流结构,复杂曲面一体成型无需二次加工

解决方案:CreatBot D1000 Pro HS 大型工业3D打印机

经过多轮严格的技术测试和实际工况验证,ST Engineering Land Systems 最终选定 CreatBot D1000 Pro HS 大型高速工业3D打印机,部署于其新加坡总部研发中心。

该设备的核心特点与客户需求高度匹配:

  • 超大成型尺寸: 1050×1050×1050mm,非常适合打印潜艇的单段舱段、外壳模块和大型内部框架,满足分段模块化研发需求。
  • 全封闭恒温腔体设计: 能够稳定控制成型环境温度,完美兼容 ASA、PA-CF、PET-CF 等海洋工程常用的高强度复合材料,有效解决大型尺寸零件的翘曲变形问题。
  • 工业级高精度运动控制系统: 确保大型分段零件的尺寸公差稳定控制在±0.1mm以内,为多段模块的精确装配提供可靠保障。
  • 稳定的长周期打印能力: 能够支持数十小时的连续打印任务,单段舱段原型纯打印时间可控制在2-3天。
  • 智能断料检测和自动续打: 减少人工监控需求,提高设备利用效率。

目前,该设备主要用于水下潜艇的分段船体部件快速原型制造、支撑结构原型、密封腔体验证件以及研发专用工装夹具。

CreatBot D1000 Pro HS 正在打印潜艇中段标准船体结构
图2:CreatBot D1000 Pro HS 正在打印潜艇中段标准船体结构

实际应用成果

自部署 CreatBot D1000 Pro HS 以来,ST Engineering Land Systems 在潜艇装备研发方面取得了显著提升:

单段原型制造效率大幅提升

单段舱段原型纯打印时间稳定在2-3天,加上简单的后处理和尺寸验证,整体交付周期约为25-30天,较传统工艺的3-4周缩短超过70%。研发团队能够在较短时间内输出多个设计方案进行对比验证和实物装配测试,大幅加快了迭代速度。

完整原型总周期显著缩短

对于由7-8个舱段组成的完整潜艇原型,通过合理的打印顺序安排和并行后处理,总生产周期从传统工艺的9个月缩短至2-3个月。这使得研发团队能够更早地进行完整原型装配测试和水下模拟试验,提前发现和解决设计问题。

所有7-8个潜艇分段原型已打印完成,包括中段船体、船首船尾导流结构和内部框架,等待精密装配
图3:所有7-8个潜艇分段原型已打印完成,包括中段船体、船首船尾导流结构和内部框架,等待精密装配

装配精度和密封性能改善

高精度分段打印确保模块之间的配合间隙控制在设计要求范围内,减少了后期装配时的返工工作量,同时也降低了因配合间隙过大导致的水下泄漏风险。

研发原型制造成本显著降低

省去了传统工艺的高昂模具费用和大量CNC加工费用,材料利用率也从传统机加工的约30%提升至80%以上,有效控制了前期研发投入成本。

此外,该设备还具备良好的通用性,除了潜艇配套部件外,还可用于海洋无人艇、水下传感器支架、海上维护专用工装等产品的原型制造,从而提高设备投资回报率。

案例总结

此次与 ST Engineering Land Systems 的合作,是 CreatBot 大型工业3D打印机在海洋防务领域的一次成功实践。

我们深刻理解,潜艇作为复杂的大型装备,其研发制造有其自身的行业规律和技术局限性。CreatBot D1000 Pro HS 并不试图颠覆这些规律,而是通过提供大规模、高精度、高稳定性的增材制造能力,帮助客户优化现有的分段模块化研发流程,解决传统制造工艺在原型试制阶段的效率瓶颈。

未来,CreatBot 将继续深耕工业级3D打印技术,为更多高端装备制造领域客户提供可靠、高效的增材制造解决方案。

本案例使用的3D打印机

CreatBot D1000 Pro HS

CreatBot D1000 Pro HS

1050×1050×1050mm 超大成型空间,配备全封闭恒温舱和高速打印系统,是大型工业级功能件与结构件一体化制造的理想选择。

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