“工业4.0”一词代表着将高科技和数据交换融入到传统工业实践中，它有效地实现了制造技术和流程的自动化。在海洋船舶建造领域，“海洋4.0”标志着历史悠久的造船技术与尖端工程、机器人、施工方法、先进材料和复杂的工程软件系统的和谐结合。

走在“海洋4.0”复合材料设计和制造的最前沿

Cure Marine处于“海洋4.0”复合材料设计和制造的最前沿，该公司正在利用一系列令人印象深刻的内部最先进的自动化机械。该设备包括机器人、数控机床、层压板切割机和南半球最重要的3D打印机之一。该公司对先进材料和智能制造的应用确保了自动化过程中精确、高质量的输出和操作效率。

Cure Marine总部位于澳大利亚昆士兰阳光海岸的一个工业区，经验丰富的团队成员将他们在复合材料制造方面数十年的专业知识引入旗舰船“Cure Marie Custom 70”，这是迄今为止最大的高性能巡航双体船。这艘双体船是一艘全碳纤维环氧树脂的多层船体双体船，代表了海洋航行高效性能设计的缩影。

碳纤维的轻量化，重量仅为16吨

考虑到双体船所承受的独特载荷，如俯角连接力矩、横向弯曲运动和劈裂力，碳纤维的轻量化（仅为16吨）被证明是有利的。这种减轻的重量可以让船在水中坐得更高，更容易在波浪中航行。它的刚度归功于碳纤维，提高了航行的平稳性，因为船体可以以更小的阻力穿过波浪。更高的水线也为巡航艇探索内陆水道和靠近海岸的安全锚地提供了机会，进一步丰富了冒险活动。

双体船的设计优先考虑100%碳纤维结构，优化重量和性能，同时最大限度地提高双体船的空间和巡航舒适性。这种特性的融合造就了一艘世界级的、灵活的、宽敞舒适的双体船，提供了无与伦比的航行和巡航乐趣。重量的显著减少也使燃油效率显著提高了50%，因为推动船只通过水面所需的动力减少了。

Cure Marine的联合创始人Ian McMahon是一位经验丰富的水手，在他的监督下建造了28艘令人印象深刻的船只。Cure Marine在很大程度上依赖于Ian在船舶制造各个方面的丰富经验，尤其是在维护所有结构的高质量标准方面。

McMahon表示：“Cure Custom 70是澳大利亚近年来建造的第一艘全碳纤维定制双体船，是Cure Marine能力的非凡证明。推出一个生产品牌总是面临系列挑战，但Cure Marine的技术和生产基础无疑简化了这一过程。所有配件都经过了现场数控测试。我们使用自己的方法、技术以及对清洁美学和风格的追求进行施工。创造和致力于这样一个梦想的构建是令人兴奋的。”

Cure Marine Custom 70融合了先进技术、精致的设计和最佳的工艺。作为一艘高性能巡航双体船，它展示了全碳纤维结构的非凡潜力，其特点之一是重量减轻，燃油效率显著提高了50%。

Cure Custom 70实现了性能优化，同时最大限度地提高了双体船传统提供的空间和舒适度。它将灵活性和速度与宽敞舒适相结合，打造出一艘能提高航行乐趣的船只。碳纤维和其他先进材料的使用大大增强了结构和性能。它的布局特点是右舷有一个豪华的船主舱，拥有一个大型套间。在左舷，有一个宽敞的船尾客舱和一个多功能配置的前客舱，用于额外的泊位、办公空间或车间和存储空间。独立的厕所和淋浴间增添了一丝便利，完成了一艘非凡的巡航双体船的包装。

碳纤维复合材料在船舶上的应用

相比于传统的造船材料，碳纤维复合材料具有天然的优势。首先，碳纤维复合材料具有良好的机械性能。用其制造船体，具有质轻低油耗的特性，而且建造工艺相对简单、周期短、成型方便，因此施工和维护费用远低于钢制船舶。同时由于碳纤维与树脂基体的界面能有效的阻止裂纹扩展，故材料具有良好的耐疲劳性能；此外，由于碳纤维表面的化学惰性，船体具有水生物难以附生，耐腐蚀的特性，这也是船舶建造选材非常重要的因素之一。因此，碳纤维复合材料在船舶制造方面，具有其独特的综合性能优势，目前在这一领域正在得到广泛的应用，同时，从应用领域拓展方面带动了碳纤维产业的发展。

2014年建成的“中科·联亚”号游艇是目前中国唯一的一艘全碳纤维游艇。它是由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料打造的绿色游艇，比同类型玻璃纤维游艇重量轻了30%，并且强度更高、速度更快、油耗更低。

此外，游艇的支索和缆绳多采用高强度的碳纤维绳索以确保安全。由于碳纤维既具有高于钢铁的拉伸模量和几倍乃至数十倍的拉伸强度，又具有纤维的可编织性能，以此作为基体材料制作碳纤维绳索，恰好可弥补钢丝绳和有机高分子绳索的不足。

世界上第一个豪华水翼双体船也是碳纤维制成的

由碳纤维制成的332英尺未来派水翼双体船——“ Nemesis One”被认为是世界上第一个豪华水翼双体船，在计算机控制的水翼上飞行时能够突破50节的速度障碍。与被淘汰的赛车相反，全碳纤维的Nemesis One具有令人惊叹的未来感和极为舒适的内饰。

该款游艇由VPLP Design的专利“Oceanwings”翼帆驱动，比传统的帆船游艇更像隐形战斗机。机翼可自动调整迎角、外倾角和扭曲角，无需手动风帆修剪，可伸缩翼帆的效率是同等尺寸传统帆的2.6倍。游艇由可伸缩的氢电推进器提供动力，不需要任何化学燃料。除了氢燃料外，高达8073ft 2的太阳能电池板还将产生高达150kW的功率，因此，无论有没有风，Nemesis One都是零排放船只。

文章来源： 钱鑫博士，楚江新材，新材料TS