国外先进船体建造技术现状和发展趋向

国外先进船体建造技术现状和发展趋向

李沁溢

(上海船舶工艺研究所,上海200032)

面。用曲面方程来描述船体曲面,现已成为数放的

提 要 在全球经济的持续发展和航运业需求旺主流技术,所采用的曲面通常有孔斯曲面、B样条曲盛以及各造船强国自行研发新技术的推动下,船体建造技术实现了飞跃。对国外先进船体建造技术现状进行了跟踪以及预测了未来发展趋向。

主题词 造船 技术发展水平 科技发展预测 Abstract:Undertheprogressofthedevelopmentineconomyandgrowingrequirementsofshipping,theconstructiontechnologyhasbeenimprovedgeatly.Thispaperhasmadeananalysisandpredictionfortheconstructiontechnologyintheworldinthefuture.

1 前言

随着全球经济的持续发展和航运业需求旺盛,世界新船完工量2005年达到4571万总吨,比2000年增长46%,与上世纪70年代造船高峰期的新船完工量3420万总吨相比,增长34%。随着各国经济发展模式的不同,造船业的竞争格局也发生了较大变化,其中韩国一举超过日本成为世界新的造船王国,而中国的新船完工量在2005年也已是欧洲的两倍。

在世界船舶市场兴旺的环境,以及各造船强国自行研发新技术内部因素的推动下,船体建造技术实现了飞跃。其中以计算机辅助系统的发展,激光技术、水射流技术的实际应用,造船机器人系统的研发,以及新的建造方法的出现等最具代表性。

2 国外船体先进建造技术现状

2.1 造船数学放样软件

从二维曲线光顺,到现在的三维曲面光顺;从线框造型再到实体造型,计算机放样技术的发展很快。目前,多数的数放软件都作为计算机辅助造船集成系统的一个子系统出现,其核心技术是研究用给定的若干离散点拟合(或插值)出所需要的曲线与曲

作者简介:李沁溢(1984-),女,助理工程师。

面等。在几何造型技术上,数学放样几何模型也不断推陈出新,从线框几何模型(WireframeMode),发展到曲面几何模型(SurfaceMode),又到了现在的实体几何模型(SolidMode);数放软件在曲线曲面光顺手段上也有了巨大的发展。

国外比较著名的船舶设计与制造集成系统,有瑞典的Tribon系统、西班牙的FORAN系统、美国IBM公司的CATIA、美国CV公司的CADDS5等等。在众多的船舶设计与制造集成系统中,瑞典KCS(KocKumsComputerSystemAB)公司设计开发的用于辅助船舶设计与建造的Tribon计算机软件集成系统,在船厂中的应用最为广泛,最具代表性。目前,中国、日本和韩国的大多数骨干船厂都在应用Tribon系统。2.2 造船水射流技术2.2.1 高压水除锈技术

随着人类对环境保护的重视,造船也在向绿色制造发展。高压水射流(100~270MPa)表面处理技术具有低污染、高效率和高质量的特点。

近年来,国际上已大量使用高压水除锈设备。主要的品牌有美国的Flow公司、AquaDyne公司以及德国WOMA机械制造有限公司的产品。采用这种系统后,可以完全避免粉尘对施工人员和环境造成的伤害和污染,既满足环保的要求,又具有很高的除锈效率。但该系统的缺点与湿喷砂除锈工艺一样,易出现/闪锈0,不能直接涂装普通涂料。所以在使用中后处理工序要跟上,国外大都采用大型烘干设备或添加缓蚀剂的方法,效果很好,但成本较高。2.2.2 水射流切割技术

水射流切割是水射流或磨料水混合物在压力达400MPa以上,以速度达100m/s,从直径0.1~0.2mm的喷嘴中射出所进行的切割。目前,工业中使用的水射流技术主要有两种)))纯水射流和磨料水射流。在过去的20年,纯水射流已经得到了广泛的

应用,并为磨料水射流技术奠定了基础。在磨料水切割时,射流从喷嘴中直径为0.18~0.56mm的硬质合金管喷出,并在喷管入口处,从专用料斗中吸入磨料粉。水射流的动能传给磨料颗粒,从而将被切割件上的微屑去除。磨料水射流几乎可以切割任何材料,例如玻璃、金属、合金、陶瓷材料和碳化金属。 作为一种非传统的冷切割方法,高压水射流切割具切割时几乎不产生热量,因而不会造成金属化学成分和力学性能的变化,此外,还具有切缝窄且切割表面光滑;切割用水及磨料来源充足;无尘埃、无击波压力使板材发生变形的一种新方法。具有加工成形厚度大、成形曲率大、精度可控、成形表面质量高、便于清洁等优点。美国加利福尼亚大学的Law2renceLivermore国家重点实验室Hackel等人,目前已成功加工出了具有精确半径的、1in厚的金属曲面板。

2.3.4 激光焊接技术

与传统的焊接方法相比,激光焊的焊接效率高,焊接变形小,可焊性好,不受电磁干扰,不需真空,不产生X射线。

公害等优点。更重要的是,此种加工方法很适合与微机控制的工作台和机械手结合起来,能满足船舶复杂线型特殊的加工要求,做到高效精确切割。2.3 造船激光技术

2.3.1 激光切割

国际上激光切割设备每年都以15%~20%的速度增长。以日本为例,目前CO2激光切割设备超过16000台,其中1995年以来生产的YAG激光切割机有100多台。

激光切割的原理是,在激光束能量作用下,材料表面被迅速加热到几千乃至上万度(e)而熔化或气化,通过气化物的逸出和熔融物体被辅助高压气体(氦气等惰性气体)吹走,从而产生切缝。

德国的Blohm&Voss于1999年就将激光切割技术应用到了军舰与民用船舶的建造中;韩国的现代重工目前已配置了具有世界先进水平的全自动激光切割流水线;韩国三星重工目前所使用的型材自动切割系统,其中便应用 …… 此处隐藏：6884字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……