用 Form 4L + Tough 1500 Resin V2 客製化遊艇:Viking Yachts 的應用實例
「在海事產業中,許多遊艇零件都是針對特定型號,甚至是單一艘船所專屬設計的。有些零件我們可能需要製作上百次,而有些則只會製作一次——這正是「多樣化、小量生產」的典型需求,也是 3D 列印最能發揮優勢的領域。」 ——Winston Zeberlein,Viking Yachts 高級製造工程師
六年前,Winston Zeberlein 加入 Viking Yachts,目標是將 3D 列印技術導入設計與工程部門。雖然傳統製造方式依然不可或缺,但高度客製化的遊艇零件往往需要一週以上的製作時間,以及數百小時的專業技術勞力。如今,透過 Form 4L 的高速列印、細緻表面與優異材料性能,許多零件——特別是小型玻璃纖維模具與工具——只需一天即可完成,而且人工投入大幅減少。
建造遊艇面臨兩大挑戰:大量的一次性客製化,以及最終產品必須能承受嚴苛的海洋環境,包括紫外線、海水、鹽分與高溫的考驗。憑藉 Form 4L,Zeberlein 成功在時間與材料上取得大幅節省,應用包括:
- 原型製作:例如用於不鏽鋼精密鑄造的模型。
- 玻璃纖維模具與工具:像是以樹脂列印的小型嵌件,用於在複合材料零件中形成特定細節。
- 最終使用零件:使用 高韌性1500樹脂V2 製作的客製化支架、固定座與硬體,能無縫整合至客戶指定的功能,例如音響系統、導航設備與釣魚配件。
Viking Yachts 以高度客製化著稱——沒有兩艘船是一樣的。藉由高韌性1500樹脂V2,他們能夠輕鬆製作一次性專用的硬體或設備選件,後處理需求極低,同時外觀與手感幾乎媲美射出成型件。
Form 4L:免調整即可上手
Zeberlein 在 2013 年購入了他的第一台 3D 印表機,從此便持續投入增材製造領域。他自稱是個「愛鑽研的人」,一開始的興趣就是調整參數、修理機器。
「隨著我在 Viking 的工作越來越忙,就沒有太多時間去琢磨或修理印表機了。這也是為什麼我很欣賞 Formlabs 的機器——開箱就能直接使用。我從未遇過列印失敗或其他問題。只要按下列印,我就知道會得到高品質的零件。」 ——Winston Zeberlein,Viking Yachts 高級製造工程師
在 Viking Yachts 選擇列印機時,穩定性、速度、尺寸、解析度與材料性能都是關鍵考量。Zeberlein 也指出,比 Form 4L 更大型的機器,價格會大幅提升,而且通常使用雷射 SLA 技術,列印時間動輒增加數小時。相比之下,Form 4L 在速度、成型尺寸與成本之間達到最佳平衡,堪稱剛剛好。
玻璃纖維模具中的擋板與定位塊
「Form 4L 能為各種規模的造船廠帶來效益——從一年只打造一兩艘船的客製化造船商,到每個月生產數百艘的造船大廠皆然。由於進入門檻低,任何造船商都能使用,而每一家造船廠在模具製作時都需要玻璃纖維的擋板。3D 列印對這個產業而言,具有顛覆性的潛力。」 ——Winston Zeberlein,Viking Yachts 高級製造工程師
所謂 dams(又稱 knockout),是在玻璃纖維模具中用來形成特定結構的部件,能為窗戶、水下燈等元素預留空間。傳統上,它們通常以泡棉或 HDPE 製作,透過手工成形或 CNC 切割完成。然而,泡棉零件需要先以高厚度底漆進行填平,再經過打磨與拋光,整個流程依複雜度可能要花費兩到四天。
Zeberlein 表示:「使用 Form 4L,只需要 4 到 8 小時即可完成列印,之後再花 30 到 45 分鐘拋光。在一天的工時內,我們就能獲得可直接使用的成品。」
▲當擋板完成拋光處理後,就能加入玻璃纖維模具,投入實際生產。
Black Resin V5 因為硬度稍高,所以拋光起來比較容易。如果只是一次性的零件,拋光速度會更快,但它相對較脆。相反地,若是要放在生產環境中,可能會被敲擊或掉落,高韌性1500樹脂V2 Resin V2 的耐用性就非常出色。
用 高韌性1500樹脂V2 Resin V2,實現高強度的最終應用
▲在 Form 4L 上使用高韌性1500樹脂V2製作的最終零件,從電氣開關框到冷氣通風口,都能一次完成。
「在 高韌性1500樹脂V2出來之前,我其實很少敢直接做最終使用的樹脂零件。高韌性1500樹脂V2 Resin 幫助我取代了線材機,因為 ASA 有抗 UV 的特性。以前用 ASA 列印的零件,我們必須花很多時間打磨,然後再上漆。高韌性1500樹脂V2 Resin 給了我信心,開始能放心列印出一些能直接用的零件。」 ——Winston Zeberlein,Viking Yachts 高級製造工程師
Zeberlein 在 Viking Yachts 最初是用線材式 3D 印表機開始嘗試 3D 列印。雖然 ASA 材料能抵抗紫外線曝曬,但每一個零件都需要大量打磨,再噴漆才能和船上的其他零件外觀一致。
相較之下,使用 Form 4L 的 MSLA(遮罩式立體光固化) 技術列印出來的零件,表面品質細緻,只需極少的打磨與拋光,就能呈現出類似射出成型件的質感。隨著 高韌性1500樹脂V2的推出,Zeberlein 能使用到一種在強度、剛性與韌性上都接近聚丙烯(PP)的材料,展現出優異的抗斷裂、抗衝擊與防碎裂能力。在他的實際經驗裡,用 高韌性1500樹脂V2 Resin 列印的零件,即使掉落或反覆敲擊,也不會受損。
「我正在製作一次性的客製化零件,而它們看起來就像是射出成型件——這就是 Viking 的額外用心,也是我們引以為傲的地方。」 ——Winston Zeberlein,Viking Yachts 高級製造工程師
使用 高韌性1500樹脂V2列印的最終零件,會再上漆以與遊艇顏色匹配,同時油漆也能提供 UV 防護。自從 高韌性1500樹脂V2 Resin 發布後,Zeberlein 也開始進行未上漆零件的 UV 曝曬測試,觀察材料本身對環境的耐受度。截至本文撰寫時,他的零件已經在太陽下曝曬超過四個月,卻仍未出現任何紫外線損傷的跡象。
改變產業的力量
「你不僅需要一個非常有才華、懂得如何操作設備與工具的人,更需要一個真正關心並以工作為榮的人。這不只是熟練的技術勞動,而是需要帶著熱情的專業技術,才能做出這些零件。」 ——Winston Zeberlein,Viking Yachts 高級製造工程師
利用傳統方法製作客製化遊艇零件,不僅需要高技術的勞動力,還要投入冗長的工時。和其他產業一樣,3D 列印的引入讓這些零件的打樣更簡單、更快速。然而,當談到最終使用零件的生產時,即使 3D 列印大幅提升便利性,海事應用仍然要求材料能夠不只抵抗衝擊與日常使用,還必須承受戶外環境的嚴苛考驗。
高韌性1500樹脂V2 正是符合這些需求的材料之一。對 Zeberlein 而言,它的機械性能讓他能直接以 3D 列印方式生產客製化遊艇的最終零件,而所需時間僅是傳統製程的一小部分。
▲透過 3D 列印模具,不僅能大幅縮短開發時間,還能降低材料浪費,並讓技術人力發揮最大價值。
▲這款玻璃纖維模具,採用 高韌性1500樹脂V2精準列印而成。
Zeberlein 認為,能直接列印最終使用零件與模具擋板,對海事產業有著重大的意義:能縮短製作時程、減少材料浪費,並幫助具備專業與熱情的技術人員更有效地運用時間與人力。