Wytwarzane metodą druku 3D łopaty śruby napędowej otwierają drogę do ekologicznego transportu morskiego
Aby europejski przemysł morski mógł stać się bardziej konkurencyjny w skali światowej, potrzebne są innowacyjne materiały, które poprawią osiągi statków i uczynią je bardziej przyjaznymi dla środowiska. W ostatnich latach inne branże poczyniły w tej dziedzinie znaczne postępy. Sektor morski pozostaje jednak w tyle pod względem wdrażania zaawansowanych materiałów, które mają mniejszy wpływ na środowisko, są mniej kosztowne i łatwiejsze w utrzymaniu. W ramach finansowanego przez UE projektu RAMSSES, który przyczynił się do rozwoju branży morskiej, wykorzystano nowe lekkie, wysokowydajne materiały do opracowania pierwszego demonstratora łopat śruby napędowej z pustym rdzeniem. Ten innowacyjny rezultat osiągnięto dzięki drukowi przestrzennemu (drukowi 3D) – procesowi polegającemu na budowaniu trójwymiarowych obiektów poprzez nakładanie kolejnych warstw materiału. W komunikacie prasowym opublikowanym w internetowym wydaniu czasopisma „Marine Propulsion & Auxiliary Machinery”, menedżer ds. śrub okrętowych Patrice Vinot, pracujący dla partnera projektu Naval Group, tłumaczy: „Chociaż druk przestrzenny jest coraz szerzej stosowany w przemyśle, programowanie i projektowanie złożonych części, takich jak łopaty śrub okrętowych, stanowi poważne wyzwanie”. Celem zespołu jest wyprodukowanie śrub napędowych zwiększających możliwości operacyjne statków. Druk 3D poprawia napęd statków Proces druku 3D, który badacze wykorzystują do udoskonalenia napędu statków, nosi nazwę Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM). Polega on na topieniu drutu metalowego przy użyciu łuku elektrycznego jako źródła ciepła. Po stopieniu z drutu wytłaczane są kulki, które sklejają się ze sobą, tworząc warstwę metalu. Czynność ta jest następnie powtarzana warstwa po warstwie, tak by stworzyć trójwymiarową część metalową. Technika WAAM jest stosowana przy projektowaniu dużych komponentów – w tym przypadku śrub o średnicy do 6 m – z którymi nie są w stanie uporać się tradycyjne technologie produkcji. Takie rozwiązanie umożliwi w przyszłości produkcję bardziej złożonych śmigieł. Spodziewane korzyści dla przemysłu Pierwszym demonstratorem zbudowanym przez zespół jest łopata śruby kontenerowca z pustym rdzeniem w skali jeden do trzech. Została ona wydrukowana ze stali nierdzewnej w czasie krótszym niż 100 godzin i waży około 300 kg. 300 kg dla jednego modelu łopaty może wydawać się absurdalnie dużym ciężarem, ale dla porównania trzeba podkreślić, że masa łopat śrub napędowych może sięgać nawet 20 ton! Zespół szacuje, że waga łopaty o pełnej skali będzie o ponad 40 % niższa niż w przypadku konwencjonalnych komponentów. Właściwości hydrodynamiczne łopaty zostaną ocenione przy użyciu symulacji numerycznych. Następnie zostanie ona poddana testom zmęczeniowym i korozyjnym. W ramach projektu RAMSSES (Realisation and Demonstration of Advanced Material Solutions for Sustainable and Efficient Ships) trwa obecnie opracowywanie pełnowymiarowych łopat śrub z pustym rdzeniem dla kontenerowców. „Potencjał tego procesu, jaki ujawnia nasze nowe studium przypadku, oznacza, że teraz przewidujemy niezrównane osiągi przyszłych śrub napędowych”, mówi Vinot. Projekt jest na półmetku swojego czteroletniego okresu. Więcej informacji: strona projektu RAMSSES
Kraje
Włochy
