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SHINING 3D ermöglicht Langstreckenfahrten für New-Energy-Segelboote mit hochpräzisem 3D-Scanning

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Die hochpräzise 3D-Scantechnologie von SHINING 3D unterstützt den Elektrokatamaran HighWei 66 bei der präzisen digitalen Inspektion und der Optimierung der Fertigung, um die Herausforderungen bei der Verformung des Aluminiumrumpfes zu meistern und die Zukunft der nachhaltigen Produktion zu beschleunigen

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An den Ufern des Qiantang-Flusses in Hangzhou nimmt ein unkonventioneller Elektrokatamaran leise Gestalt an.

Für den erfahrenen Segler und Ingenieur Hu Wei sind die Grenzen herkömmlicher dieselgetriebener Segelboote seit langem offensichtlich: komplizierte Handhabung, anspruchsvolle Wartung, übermäßiger Lärm und Kraftstoffverschmutzung. Unterstützt durch Chinas starke Fertigungskapazitäten und die schnell wachsende Lieferkette für neue Energien, machten sich Hu und sein Team daran, ein Segelboot für die Zukunft zu bauen - eines, das den Schiffsantrieb grundlegend überdenkt und sogar das jahrhundertealte Rudersystem ganz aufgibt.

Doch die Verwirklichung dieser Vision brachte große technische Herausforderungen mit sich.

Der Rumpf des Schiffes besteht aus einer Aluminiumlegierung, die zwar leicht und äußerst widerstandsfähig ist, aber während der Konstruktion aufwendig geschweißt werden muss. Die durch das Schweißen verursachte thermische Verformung kann die Maßgenauigkeit und die hydrodynamische Leistung erheblich beeinträchtigen. Um das Rumpfdesign zu optimieren, die Fertigungspräzision zu verbessern und das Schiff schließlich für die Vermarktung vorzubereiten, benötigte das Team eine fortschrittliche digitale Prüflösung.

Jetzt hilft die hochpräzise 3D-Scantechnologie von SHINING 3D dabei, ein ehrgeiziges Konzept in eine seetaugliche Realität zu verwandeln.

1. Ein Elektrokatamaran der nächsten Generation, der Konventionen herausfordert

In den vergangenen Jahrzehnten hat Hu Wei eine Karriere aufgebaut, die von der Entwicklung von Unterseekabeln bis zum internationalen Projektmanagement reicht. Er gründete seinen eigenen Segelclub und entwickelte ein tiefes Verständnis sowohl für die Stärken als auch für die Unzulänglichkeiten herkömmlicher Segelboote.

Schließlich nahm eine Frage immer mehr Gestalt an: Warum nicht ein Segelboot bauen, das wirklich für die Zukunft konzipiert ist?

Mit einer Investition in Höhe von mehreren zehn Millionen RMB begann das Team von Hu Wei mit der Entwicklung der "HighWei 66", eines Katamarans mit neuer Energie, der auf elektrischen Antriebstechnologien basiert.

Das Schiff verfügt über Segel, ein elektrisches Antriebssystem mit variabler Steigung, Solarenergieerzeugung und regenerative Energierückgewinnungstechnologien. Ohne auf Dieselkraftstoff angewiesen zu sein, kann es Tausende von Seemeilen zurücklegen und theoretisch sogar Polarexpeditionen unternehmen.

Das Besondere an der HighWei 66 ist der Verzicht auf das traditionelle Ruder und den Dieselmotor. Stattdessen wird die Richtungssteuerung durch zwei Elektromotoren, Propeller mit variabler Steigung und intelligente Steuerungsalgorithmen erreicht.

Mit dieser kühnen Konstruktionsphilosophie hoffen Hu Wei und sein Team, die Zukunft der Segelschiffe mit neuer Energie neu zu definieren.

2. Lösung für die Verformung von Aluminiumrümpfen mit hochpräzisen 3D-Scans

Um den Anforderungen des Langstreckensegelns gerecht zu werden, verfügt die HighWei 66 über eine leichte, aber hochfeste Rumpfstruktur aus einer Aluminiumlegierung. Aluminiumlegierungen sind jedoch besonders anfällig für thermische Verformungen während des Schweißens und der Fertigung, was die Maßkontrolle bei großen Schiffskonstruktionen extrem schwierig macht.

Herkömmliche Inspektionsmethoden im Schiffbau stützen sich stark auf manuelle Hilfsmittel wie Maßbänder und Messschieber. Diese Methoden eignen sich zwar für lokale Messungen, können aber weder die vollständige 3D-Geometrie erfassen noch die Gesamtverformung des Schiffskörpers genau quantifizieren.

Um diese Herausforderung zu meistern, führte das Team die Scanner der FreeScan Trak-Serie von SHINING 3D ein.

Der Scanner wurde speziell für groß angelegte industrielle Messungen entwickelt und bietet kabellosen Betrieb, dynamische Verfolgung über große Flächen, hohe Genauigkeit und schnelle Scaneffizienz - und ist damit ideal für Anwendungen im Schiffbau.

Das System erfasst die komplette Rumpfgeometrie ohne Marker. So können Ingenieure kritische Maße wie Länge, Breite und Umfang von Katamaran-Querschnitten genau messen.

Dank des kabellosen Designs können sich die Bediener frei auf Werften und im Freien bewegen, ohne durch Kabel eingeschränkt zu sein, was die Effizienz der Arbeitsabläufe vor Ort erheblich verbessert.

Nach der Erfassung werden die Scandaten in eine professionelle Inspektionssoftware importiert und direkt mit dem ursprünglichen CAD-Designmodell verglichen. Farbige Abweichungskarten visualisieren deutlich die Maßunterschiede zwischen dem gefertigten Rumpf und der theoretischen Geometrie.

Anhand dieser Erkenntnisse können Ingenieure ihre Konstruktionen optimieren und CFD-Simulationen durchführen, um besser zu verstehen, wie sich die Verformung des Rumpfes auf den hydrodynamischen Widerstand auswirkt. Dieser datengesteuerte Arbeitsablauf trägt dazu bei, Fertigungsabweichungen an der Quelle zu kontrollieren und den Entwicklungszyklus vom Prototyp bis zum serienreifen Schiff erheblich zu verkürzen.

3. Aufbau eines digitalen Fertigungsworkflows für die zukünftige Massenproduktion

Heute dient die HighWei 66 weiterhin als Plattform für technologische Innovationen und technische Validierung. Mit der hochpräzisen digitalen Inspektionslösung von SHINING 3D wird jeder Abschnitt der Rumpfstruktur messbar, rückverfolgbar und quantifizierbar, wodurch das Team eine bessere Kontrolle über die Fertigungsqualität und die Montagegenauigkeit erhält.

Da die Seeerprobung näher rückt, wird das Schiff bald realen Wind- und Wellenbedingungen ausgesetzt sein, was eine kritische Überprüfung der strukturellen Integrität und Leistung ermöglicht.

Für Hu Wei geht es bei diesem Projekt jedoch um weit mehr als nur um ein einzelnes Versuchsboot. Sein Ziel ist es, einen standardisierten Konstruktions-, Fertigungs- und Prüfablauf für die nächste Generation von Elektrosegelbooten zu entwickeln. Sobald die Technologie ausgereift ist, wird die HighWei 66 nicht länger ein einmaliger Prototyp bleiben, sondern sich zu einem kommerziellen Produkt für den Weltmarkt entwickeln.

An den Ufern des Qiantang-Flusses könnte schon bald ein neues Kapitel der nachhaltigen maritimen Produktion beginnen.