La stampa 3D per il settore nautico

La stampa 3D per il settore nautico, nuovi traguardi.

Unitamente alle novità e all’innovazione nel mondo della stampa 3D in generale, c’è un nuovo settore di grandi potenzialità. L’uso della stampa 3D nel settore navale, infatti, è in forte crescita ed è in grado di soddisfare diverse applicazioni specifiche.

Esigenze delle imprese versus Stampa 3D

L’industria manifatturiera globale sta cambiando. In tutto il mondo, i produttori sono costantemente alla ricerca di modi per realizzare prodotti con proprietà avanzate. Queste proprietà migliorate includono l’aumento delle performance, costo per parte inferiore e produzione di output più vicino al punto di consumo, a “zero inventario”.

Ciò di cui le imprese hanno bisogno oggi è un sistema di produzione di prodotti di alta qualità, personalizzabili, in maniera veloce ed economica. 

Le parti industriali utilizzate nel settore aerospaziale, nautico, automobilistico sono progettate e riprogettate costantemente.

La stampa 3D diventa un perfetto alleato quando si tratta di realizzare prodotti a basso volume ma altamente personalizzati perché offre un’elevata flessibilità di produzione, capacità on demand e consegne veloci. L’opportunità di realizzare un pezzo completo nel suo insieme e la possibilità di ottenere geometrie prima impossibili da realizzare, la rende una soluzione economicamente preferibile rispetto alle tradizionali tecnologie di produzione.

I produttori hanno anche bisogno di un’ampia rete globale di assistenza e supporto, che possa aiutarli a mantenere i loro sistemi operativi al livello ottimale e ad identificare opportunità per sfruttare la trasformazione digitale in modi aggiuntivi.

In questo senso, HP mette a disposizione un programma di assistenza, con più di 30 partner, selezionati, formati e certificati, per espandere la disponibilità e la consegna delle soluzioni di stampa 3D.

Vantaggi della stampa 3D per il settore nautico

  • Costi di magazzino. Produrre i pezzi di ricambio per le navi direttamente sul posto, quando serve, permette di tagliare i costi di stoccaggio e di spedizione.
  • Tempistiche. Oltre alla riduzione del tempo di produzione dei pezzi, si risparmia ulteriore tempo grazie alla reperibilità sul posto del materiale necessario per costruire la parte, senza aspettare la spedizione dal magazzino centrale del produttore. Piccoli componenti di base come valvole, raccordi o giranti potrebbero anche essere potenzialmente montati a bordo in caso di guasto.
  • Personalizzazione. I progettisti industriali possono adesso creare geometrie completamente nuove con le stampanti 3D. In precedenza, la capacità di produrre tale output era molto limitata perché alcune parti non erano fabbricabili utilizzando le tecnologie di stampaggio a iniezione o di fresatura CNC. Sfruttando la stampa 3D per il settore nautico, i progettisti possono creare parti con una combinazione di proprietà avanzate (più leggere, più economiche, più complesse).
  • Maggiore efficienza energetica.
  • Meno sprechi e meno consumo di carburante. 

Tecnologie 3D disponibili per il settore nautico

I principali player sul mercato italiano per la stampa 3D di prototipi e pezzi per il settore navale sono: 

1. HP e la sua tecnologia Multi Jet Fusion

La stampa 3D di HP garantisce un’economia rivoluzionaria, permettendo alle imprese di contare su un nuovo alleato che si è già dimostrato essere una valida alternativa alla produzione convenzionale.

Le stampanti 3D di HP usano il potente Voxel e lavorano la polvere senza utilizzare il laser, realizzando strati sottili fino a 80 micron.

Sono stampanti 3D adatte alla prototipazione industriale e alla produzione di parti finali in quanto hanno una densità quasi al 100%.

La stampa di parti in 3D al ritmo di 340 voxel al secondo, permette ad HP di posizionarsi come azienda rivoluzionaria nel mondo dell’additive manufacturing, grazie al suo workflow semplificato.

La tecnologia HP personalizza, quindi, le proprietà di ogni voxel delle parti prodotte, dando vita a un futuro di applicazioni, materiali e colori senza limiti.

Stiamo collaborando con gli innovatori di tutto il mondo per cambiare il modo in cui progettano e producono con HP Multi Jet Fusion e la nostra nuova piattaforma Metal Jet, sbloccando nuove applicazioni, maggiore flessibilità produttiva e maggiore innovazione, efficienza e sostenibilità per tutto il ciclo di vita dello sviluppo del prodotto.” spiega Christoph Schell, presidente della divisione 3D Printing and Digital Manufacturing di HP.

La tecnologia Metal Jet Printing

La tecnologia Metal Jet è la scelta giusta per le imprese che hanno bisogno di modelli di lavoro professionali e accurati in metallo, senza il rischio di restringimenti o deformazioni.

Questa stampante promette una produttività fino a 50 volte maggiore e metà del costo dei sistemi binder concorrenti. Al momento del lancio, le stampanti HP Metal Jet 3D utilizzeranno parti in acciaio inossidabile, con proprietà isotropiche che raggiungono (o superano) gli standard ASTM e MPIF.

La nuova piattaforma si concentrerà, quindi, su tre aspetti vitali, ricercati dai clienti: velocità, qualità e costi.

Della nuova stampante 3D in metallo di HP abbiamo parlato in questo articolo.

stampa 3D per il settore nautico stampa 3D HP

La stampante 3D Jet Fusion 4200

La Jet Fusion 4200 di HP permette di gestire più modelli in un’unico ciclo di lavoro anche mentre la stampa è in esecuzione. La qualità delle parti è superiore e permette di ottenere il minor costo per parte in assoluto. E’ una soluzione ideale per la prototipazione industriale e gli ambienti di produzione dei pezzi finiti che permette di produrre dai 130 ai 599 pezzi alla settimana.

Stampante 3D HP 4200 e la stazione di elaborazione con Fast Cooling

La tecnologia HP per metallo
I materiali per le stampanti 3D HP

I materiali utilizzati dalle stampanti 3D di HP (HP 3D Glass Beads PA 12 a elevata riutilizzabilità e HP 3D PA 11)  garantiscono parti robuste e funzionali, molto più resistenti ad urti e rotture rispetto ad altri materiali simili presenti sul mercato. Inoltre, vantano numerose certificazioni in materia di salute e sicurezza.

Le soluzioni di stampa 3D MJF sono già utilizzati da colossi del settore industriale come: BMW Group, Volkswagen Group, GE Transportation, Forecast 3D, RecTech 3D, Rady Children’s Hospital in San Diego, California, l’Università di Louisville, GKN Powder Metallurgy, Parmatech e molti altri.

A questa pagina, leggi di più sulle stampanti 3D di HP disponibili.

2. Roboze e la tecnologia FFF

Questo processo di produzione additiva presenta vantaggi significativi rispetto ai metodi tradizionali, poiché può facilmente creare forme ornate e complicate con composizioni e densità alternate.

stampa 3D per il settore nautico stampanti 3D FFFI materiali utilizzati sono resistenti ad alte temperature e sostituiscono con successo il metallo, permettendo di impiegare i prototipi e prodotti finiti in molteplici casi. Grazie alle proprietà meccaniche e termiche, il materiale per la stampa 3D PEEK permette di sostituire gli stampi metallici ottenuti mediante lavorazioni con macchine CNC.

Con la tecnologia di stampa 3D la realizzazione del pezzo si riduce ad un unico passaggio, non necessita manodopera e non produce materiali di scarto.

Qui troverai ulteriori informazioni sulle stampanti 3D Roboze.

 

3. La stampa 3D in metallo di Desktop Metal

L’azienda Desktop Metal propone due soluzioni per la produzione di pezzi finiti in metallo, a costi competitivi, in poco tempo e altamente personalizzabili.

Disponendo di questa tecnologia, le imprese operanti nel settore navale potranno godere di tempistiche ridotte e un costo per pezzo ridotto. Tutto questo grazie alla produzione on-demand di componenti di ricambio, togliendo di mezzo la necessità di avere un magazzino ed evitando la necessità di aspettare per giorni l’invio dei pezzi necessari.

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Stampanti 3D Desktop Metal: Studio System e Production System

Con le soluzioni di stampa Desktop Metal, si elimina la necessità di costosi impianti industriali e si rende semplice la stampa 3D in metallo in quanto non richiede operatori dedicati grazie ad un software in cloud che semplifica l’intero flusso di lavoro e aumenta significativamente la versatilità della prototipazione.

Con la stampante 3D Production System, che verrà commercializzata a partire da questo anno, sarà possibile produrre 100 volte più velocemente rispetto agli attuali sistemi di produzione additiva basati su laser.

Vediamo qualche esempio di aziende che hanno già utilizzato la stampa 3D nel settore nautico.

La stampa 3D al servizio della US Navy

Si tratta di un prototipo di sottomarino stampato in 3D in sole 4 settimane. La tecnologia di stampa 3D utilizzata è stata la Big Area Additive Manufacturing (BAAM), con la quale sono state create sezioni in materiale composito e fibre di carbonio.

Grazie all’utilizzo della produzione additiva, il costo di produzione dovrebbe ridursi del 90%, oltre alla riduzione dei tempi di lavoro, che normalmente sono tra i 3 e 5 mesi.

Parti di ricambio per gare di nautica

Il team britannico Ben Ainsile Racing ha scelto di stampare in 3D alcuni pezzi di ricambio per la loro barca, riducendo così il peso e migliorandone la prestazione.

Utilizzando il DMLS (Direct Metal Metal Sintering), il team è stato in grado di stampare in 3D con un design innovativo a un costo molto inferiore rispetto alla fabbricazione convenzionale!

Mappatura del fondo marino artico

L’azienda canadese, International Submarine Engineering (ISE), sta utilizzando la tecnologia di produzione elettronica additiva 3D (EBAM) per realizzare un serbatoio di zavorra variabile in titanio (VB). Attraverso questa soluzione di stampa 3D per il settore nautico si ridurrà del 50% il tempo di produzione (da 16 a sole 8 settimane) così come i costi del processo di mappatura del fondale marino artico.

stampa 3D per il settore nautico

Foto via Ocean News & Technology

Componenti per navi con NAVSEA

Il Naval Sea Systems Command (NAVSEA) è il più grande dei cinque sistemi della Marina statunitense che costruisce, acquista ed effettua la manutenzione di navi, sottomarini e sistemi di combattimento.

Nel 2018 ha prodotto e testato la prima parte stampata in 3D, un prototipo di DSO, un componente del sistema a vapore che consente il drenaggio e la rimozione dell’acqua da una linea di vapore mentre è in uso su una portaerei.

stampa 3D per il settore nautico

Foto via NAVSEA

Il prototipo di metallo stampato in 3D ha superato i test funzionali e ambientali per quanto concerne il materiale, la saldatura, gli urti, le vibrazioni, l’idrostatica ed il vapore.

“Questa installazione segna un significativo passo in avanti nella capacità della Marina di realizzare componenti su richiesta e unire l’obiettivo strategico NAVSEA di consegne puntuali di navi e sottomarini mantenendo una cultura di convenienza”, ha affermato il contrammiraglio Lorin Selby, ingegnere capo e comandante delegato NAVSEA per la progettazione navale, l’integrazione e l’ingegneria navale.

Singapore esplora le applicazioni marittime della tecnologia di stampa 3D per il settore nautico

Ad ottobre 2018, MPA ha firmato due memorandum (MOU) relativi all’AM al 6° Global AM Summit tenutosi a Singapore.

Il primo MOU è stato con l’operatore portuale PSA Corporation, il National Additive Innovation Cluster (NAMIC) e la 3D MetalForge per stabilire la prima produzione AM in loco per applicazioni portuali, presso il Terminal Pasir Panjang. 

Evidenziando il ruolo della stampa 3D nella trasformazione del settore, Ong Kim Pong, CEO regionale del Sud-Est asiatico di PSA International, ha dichiarato: “All’interno del nostro settore marittimo, prevediamo un’adozione diffusa nell’immediato. Sono orgoglioso dal fatto che PSA, insieme a MPA, NAMIC e 3D MetalForge, possa essere un pioniere nello sviluppo di questa tecnologia da utilizzare nel nostro settore.

Il secondo MOU è stato firmato con NAMIC e la Singapore Shipping Association (SSA) per collaborare a un programma congiunto dell’industria AM per le parti navali.

Il porto di Rotterdam

Al porto di Rotterdam stanno già utilizzando la produzione additiva per effettuare rapidamente riparazioni su navi danneggiate.

Il porto ha aperto il Rotterdam Additive Manufacturing Lab (RAMLAB), un’altro esempio di struttura che utilizza la stampa 3D per il settore nautico. Comprende una coppia di bracci robotici a sei assi, che è in grado di produrre in 3D parti metalliche industriali, anche di grandi dimensioni. La finitura dei pezzi avviene attraverso il metodi di fresatura e smerigliatura CNC tradizionali in poco tempo. 

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