Japanisches Zentrum für Schiffbauforschung

Es gelten sehr strenge Genauigkeitsanforderungen für die geschätzten Leistungswerte.

Die Genauigkeit der geschätzten Leistungswerte bezieht sich auf die Übereinstimmung zwischen der Leistung, die anhand der an den Modellen durchgeführten Wasserbeckenexperimente geschätzt wurde, und der Leistung des gebauten Schiffs, wenn es zu Wasser gelassen ist. Beispiele für die Leistungswerte, die anhand von Wasserbeckenexperimenten geschätzt werden, sind die Schiffsgeschwindigkeit und der Kraftstoffverbrauch, die sich ergeben, wenn ein Schiff mit einem Motor mit einer bestimmten Leistung ausgerüstet und mit einem bestimmten Frachtvolumen beladen wird.

Derzeit können wir in unserem Prüfzentrum anhand der Experimente an Modellschiffen in Wasserbecken Leistungswerte wie die Schiffsgeschwindigkeit und den Kraftstoffverbrauch des gebauten und zu Wasser gelassenen Schiffs mit einer Genauigkeit von max. ±1 % schätzen.

Mit diesem Genauigkeitsgrad sind wir aber noch nicht zufrieden. Wir forschen laufend und verfeinern unsere Verfahren weiter, um unsere Genauigkeit zu steigern.

— Warum gelten sehr strenge Genauigkeitsanforderungen für die geschätzten Leistungswerte?

Weil die Werften in einem scharfen Wettbewerb stehen, um den Kraftstoffverbrauch um gerade einmal 1 % zu senken.

In dieser Welt, in der die Frage lautet, ob eine solche Verbesserung um 1 % erzielt werden kann, ist ein Schätzfehler von über 1 % unter keinen Umständen hinnehmbar.

— Können Sie uns einige der Schritte nennen, die Sie ergreifen, um die Genauigkeit der anhand von Experimenten in Wasserbecken geschätzten Leistungswerte zu steigern?

Wir machen beispielsweise Folgendes:

1. Die Genauigkeit der Modelle verbessern

Um die Leistung eines Schiffs korrekt zu schätzen, ist es zuallererst erforderlich, dass die Form des Schiffsmodells exakt der Form des tatsächlichen Schiffs entspricht.

Bei Modellen von energiesparenden Vorrichtungen, die ja so konstruiert sind, dass durch feinste Änderungen des Strömungsflusses die Energieeffizienz gesteigert wird, ist ein besonders hoher Genauigkeitsgrad erforderlich.

Je nach Teil - beispielsweise bei der Kante einer Flosse - ist möglicherweise eine Genauigkeit von ±0,1 mm erforderlich.

2. Die Genauigkeit der Experimente verbessern

Um die Genauigkeit der Experimente in Wasserbecken zu steigern, verbessern wir kontinuierlich unsere Messinstrumente und unsere Messverfahren.

3. Die Genauigkeit der Schätzungen verbessern

Um die Leistungswerte eines tatsächlichen Schiffs bei seiner Fahrt über die Meere - wo es den Einwirkungen von Wind und Wellen ausgesetzt ist - anhand der Daten abzuschätzen, die wir erhalten, indem wir Modelle in Wasserbecken - in denen es ja weder Wind noch Wellen gibt - bewegen, forschen wir laufend nach immer genaueren Berechnungsverfahren unter Einbeziehung der gesammelten Daten aus bisherigen Ergebnissen.

Zunächst zogen wir die Anschaffung einer kompakten NC-Maschine in Betracht. Das wäre dasselbe gewesen wie die herkömmliche Maschine, die wir benutzten.

Mit NC-Maschinen können aber keine komplizierten Formen angefertigt werden. Um Modelle von energiesparenden Vorrichtungen mit komplizierten Formen herzustellen, muss daher jedes Teil mit der NC-Maschine angefertigt, die Teile zusammengebaut und das Modell endbearbeitet werden.

Da nur eine begrenzte Anzahl unserer Mitarbeiter in der Montage und Endbearbeitung von Modellen versiert sind, würde eine Erhöhung der Anzahl von NC-Maschinen allein keine Steigerung unserer Gesamtkapazität zur Anfertigung von Modellen bewirken.

Während wir nach Verfahren zur deutlichen Verbesserung unserer Kapazität für den Modellbau suchten, wurden wir auf 3D-Drucker aufmerksam.

Mit einem 3D-Drucker würde es uns möglich sein, komplexe Formen in einem Bauteil zu drucken, wodurch die Prozesse der Montage und der Endbearbeitung weitgehend entfallen würden. An diesem Punkt nahmen wir die von verschiedenen Herstellern angebotenen 3D-Drucker näher unter die Lupe.

Das gesamte Supportmaterial lässt sich entfernen, indem das Modell einfach in Wasser gelegt wird. Es ist ein gutes, einfaches System.

Wir haben keinerlei Schwierigkeiten mit dem Entfernen von Supportmaterial, selbst bei ziemlich komplexen Formen.

— Gibt es Funktionen, die Sie während der praktischen Arbeit mit dem Gerät kennen und schätzen gelernt haben?

Wenn man 3D-CAD-Software verwendet, um Daten in das STL-Format umzuwandeln, kommt es besonders bei Formen, die sich durch das Zusammenfügen von gekrümmten Oberflächen ergeben, leicht zu Umwandlungsfehlern. Die im Lieferumfang des AGILISTA enthaltene Software korrigiert derartige Konvertierungsfehler automatisch, was sehr hilfreich ist.

Auch die automatische Anpassung der Position und Ausrichtung der gedruckten Objekte ist nützlich.

— Haben Sie weitere Anmerkungen zur Beurteilung der Benutzerfreundlichkeit des AGILISTA?

Wenn der Druckvorgang gestartet werden soll, erscheint auf dem Touch-Panel des Druckers ein Dialogfeld mit der Frage, ob die Druckplatte auch tatsächlich leer ist. Das verhindert Fehler und erleichtert die Arbeit.

Zudem ist die Anzeige des Displays leicht zu verstehen.

Wir denken derzeit darüber nach, den AGILISTA zum Anfertigen der Schiffsschrauben für den Antrieb der Modellschiffe zu verwenden.

Derzeit schneiden wir die Schiffsschrauben mit einer NC-Fräsmaschine aus einem Aluminiumblock. Es gibt jedoch viele Bereiche, die von den Werkzeugen der NC-Fräsmaschine nicht erreicht werden, sodass eine sehr feine und aufwändige Endbearbeitung und Oberflächenbearbeitung erforderlich ist. Deshalb dauert es fast einen Monat, bis ein solches Modell fertig ist.

Probeweise haben wir den AGILISTA schon eingesetzt, um eine Schiffsschraube anzufertigen. Dabei gab es keine Probleme hinsichtlich der Druckgenauigkeit.

Zudem konnten wir feststellen, dass eine solche Schiffsschraube - sofern die Beanspruchung unterhalb einer gewissen Schwelle bleibt - durchaus verwendet werden kann, um ein Modellschiff anzutreiben.

Die Aussicht, eine Schiffsschraube innerhalb von ein paar Stunden anzufertigen, statt einen ganzen Monat dafür zu brauchen, ist sehr reizvoll. Deshalb überlegen wir derzeit genau, bei welcher Art von Experimenten wir Schiffsschrauben verwenden können, die mit dem AGILISTA angefertigt werden.

— Abschließend möchten wir Sie noch um eine Beurteilung des Support-Systems von KEYENCE bitten.

Bei Fragen oder Anmerkungen haben wir stets sehr rasch Antwort erhalten. Während wir die Anschaffung des Geräts prüften, versorgte Ihr Vertreter uns detailliert mit sämtlichen erforderlichen Dokumenten, sodass wir diese an alle Beteiligten weiterleiten und rasch zu einer Entscheidung gelangen konnten, was uns sehr geholfen hat. Wir freuen uns auf die weitere Zusammenarbeit mit KEYENCE.