國際貿易從未像今天這樣成本高昂且競爭激烈——任何可能影響運輸成本的因素都受到嚴格審查。由亞伊爾·塔米爾和阿維夫·梅爾曼創立的 Nakai Robotics 公司開發了一種先進的機器人解決方案，可以幫助像馬士基或地中海航運這樣的大型航運公司降低成本，這些公司在任何時候都有數千艘貨船在海上航行。

中井的機器人是自主清潔車輛，可以清除生物污垢（藻類、植物和動物的堆積物），從而幫助船舶更有效率地運行，同時遵守港口關於清潔流程的嚴格規定。

Tamir 自 2005 年就開始使用 3D 列印機技術——3D 列印機是他日常工作流程的一部分，他學會如何利用按需設計和生產技術快速解決問題。在 Nakai 公司，當需要擴大設計和生產規模時，團隊選擇了價格親民的 SLS 技術。他們目前已擁有三台 Fuse 系列列印機以及 Form 3L 和 Form 3B SLA 列印機。

生物污損的成本

Nakai Robotics 的創立源自於 Melman 向 Tamir 提出的一個觀察和想法。身為休閒潛水員，Melman 曾多次觀察進港船舶的船底，並被船體上積聚的污泥所震驚。「我們花了一年時間研究生物污損對港口環境和船舶燃料成本的影響，並意識到我們可以開發出一種解決方案，既能提高利潤，又能保障環境安全，」Tamir 說。

生物污損對航運成本的影響主要體現在降低船速上－附著在船體上的有機和無機物質堆積會產生巨大的阻力。船舶為了按時完成航行，不得不消耗更多燃料，成本也隨之增加。清潔的船體可以顯著提高效率——據 Nakai 公司估計，他們的機器人能夠降低 10% 到 15% 的燃料成本。

一些地方政府政策嚴格，如果船隻未事先通過船體檢查，甚至不允許進入港口。一艘澳洲郵輪在雪梨港外滯留超過一周，直到完成清潔後才得以入港——這對郵輪公司和船上乘客來說都是一筆巨大的損失。

除了成本之外，生物污損也對港口沿岸脆弱的生態系平衡構成巨大威脅。當船舶進港時，本已脆弱的沿岸生態系會遭受大量外來物質和入侵物種的侵襲，這些物質和物種原本會從船體上自然脫落。

中井公司擁有兩套平台解決方案。第一套是 PLECOS，在港口運作。它配備專有的過濾器和收集罐，確保不會將任何垃圾排放到當地水域。第二套是 GOBY，隨船在遠洋航行，持續清除新累積的生物污垢，從而減輕對環境的影響，並幫助船舶運營商遵守相關法規。

修正錯誤：深海機器人技術發展

從一開始，3D 列印就是解決方案的一部分。在 Nakai 公司成立之前，Tamir 已經使用 3D 列印機二十年了。具體到這個項目，他需要一種解決方案，能夠讓團隊快速開發出功能性零件，並確保其具有精確的公差，以便輕鬆組裝到一個非常複雜的多材料組件中。「我們一直在印刷，24小時不間斷地進行開發，」Tamir 說。

總體而言，Nakai 機器人包含 1500 個不同的組件，其中 300 個組件採用 3D 列印技術製造，用於最終版本的機器人。由於這 300 個最終用途的 3D 列印組件需要高產量生產，Nakai 需要一套能夠滿足高產量需求的解決方案。

用於終端應用機器人組件的 SLS 3D 列印

Tamir 最初使用 Formlabs 的大幅面 SLA 列印機 Form 3L 和生物相容性桌面版 Form 3B。他們利用 Formlabs 樹脂快速試驗了機器人高性能碳纖維外殼的模具，甚至還製造了用於密封件的柔性零件。「我們幾乎所有項目都使用 Tough 1500 樹脂作為 SLA 材料，包括模具，」Tamir 說。

然而，到了製造最終用途零件的時候，Tamir 帶來了採用尼龍 12 GF 粉末的 Fuse 1，這是一種玻璃纖維增強材料，具有極高的剛度和尺寸精度。

為了生產終端機器人所需的數千個 SLS 組件，Nakai 團隊每天都在不間斷地運作他們的列印機。「每個機器人需要 300 多個 SLS 零件，這已經達到了商業企業的生產規模，」Tamir 說。即使使用 Fuse 系列列印機多年，Tamir 和他的生產團隊仍然發現，他們的零件能夠始終保持穩定的尺寸精度。

利用 Cerakote 塗層確保水下性能

要製造一台自主機器人已經夠困難，而要製造一台需要在水下運作、承受巨大反作用力的機器人更是難上加難。機器人的外殼由碳纖維製成，並採用碳纖維預浸料製程製造。但對於所有最終用途的 SLS 組件，Tamir 需要找到一種解決方案，確保 3D 列印零件即使在水下浸泡數月後仍能保持防水和功能完好。

為了確定海水的腐蝕性，研究團隊對 SLS 3D 列印零件進行了鹽浴和鹽霧試驗。在測試了多種電鍍和塗佈過程後，他們最終選擇了 Cerakote。「我們測試了各種後處理方法和溶液，希望能保護部件，但後來我們開始使用 Cerakote，效果非常好。現在我們公司內部就使用 Cerakote 對 SLS 部件進行塗層處理，它們能夠很好地承受鹽霧和水下浸泡的考驗。」Tamir 說。

Cerakote 是由 NIC Industries 開發的超薄高性能陶瓷塗層，對於最終用途的 SLS 產品和組件，Cerakote 可以提升其功能性，延長 3D 列印零件的使用壽命和耐候性。

擴張，全速前進

經過生命週期測試和成功的 beta 測試，Nakai 已成功將終端用戶機器人部署到多艘環球航行的船隻上。隨著口碑傳播，這種節能經濟的解決方案需求日益增長。「如果我們的機器人能夠清潔船舶，就能為您節省資金，還能為您節省碳排放額度。即使是風能或電力驅動，摩擦力依然存在，而清潔生物污損就能解決這個問題，」Tamir 說。

3D 列印是 Nakai 公司擴張計畫的重要組成部分——在享受到快速敏捷的開發週期帶來的好處後，Tamir 深知 3D 列印可以幫助他們在競爭日益激烈的行業中保持領先地位。「我們公司的下一個發展階段是規模化。我們需要更大的規模、更多的支援和更多的產品。我計劃購買更多的 3D 列印機，並在這裡進行生產，」Tamir 說。

憑藉 Form 系列和 Fuse 系列，Nakai 團隊得以快速迭代，並為一些最嚴苛的環境下的機器人製造數千個終端零件。「我們選擇 Formlabs 是因為它能提供可重複的高品質產品。我希望送去產品後，取出就能直接使用，無需反覆調整。」Tamir 說。