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JOME Engineering ricostruisce un’elica navale a Dubai con la stampa 3D in metallo image

Niente disegni tecnici, e nessun margine per aspettare i tempi di una fonderia. JOME Engineering ha scansionato un’elica esistente e ne ha stampato una sostituta funzionante direttamente a Dubai, a pochi passi dall’imbarcazione su cui andava montata. Il pezzo, in SS316L con la piattaforma robotica Vipra AM di Caracol, ha ridotto i tempi di consegna di circa il 60% e i costi del 40%.
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Quando l’unico progetto è il pezzo stesso

La richiesta arrivata a JOME Engineering sembrava semplice sulla carta: ricostruire un’elica navale identica a quella esistente. Il problema è che andava consegnata in fretta, e senza file CAD né attrezzature da cui partire. Curvatura delle pale, passo, il modo in cui ogni pala si raccorda al mozzo, tutto questo esisteva soltanto nel pezzo fisico. Prima di riprodurre la geometria, bisognava recuperarla.

La fusione avrebbe richiesto la realizzazione di un nuovo stampo e poi settimane di attesa. Tempo che semplicemente non c’era. Così JOME Engineering ha scelto la strada dell’additive: il team ha scansionato in 3D l’originale per ottenere un master digitale, poi ha stampato l’elica in metallo con Vipra AM, la piattaforma WAAM robotizzata di Caracol. Tutto il lavoro si è svolto a Dubai, presso lo stabilimento produttivo di Jome, vicino alla nave che aspettava il suo pezzo.Caracol-Vipra-AM-metal-additive-manufacturing-robotic-additive-manufacturing-AM-WAAM

Dalla scansione all’elica finita

Per tenere il risultato sotto controllo, l’elica è stata costruita per sezioni. Prima il mozzo centrale, che ha superato un controllo con liquidi penetranti per escludere cricche e porosità. Solo dopo, sopra di esso, sono state stampate le tre pale.

La fase davvero impegnativa si è rivelata la lavorazione meccanica, circa 100 ore. Il motivo è abbastanza intuitivo per chi ha avuto a che fare con pezzi del genere: una pala è una superficie libera e svergolata, con pochissimi riferimenti utilizzabili, e l’allineamento è rimasto complicato anche con i punti di riferimento predisposti.

Per ridurre il rischio, il team ha riscansionato il pezzo a ogni passaggio, verificando due cose: che la geometria continuasse a corrispondere al master e che ci fosse ancora abbastanza sovrametallo per proseguire con le lavorazioni. Poi la chiusura, con rettifica manuale, verifica del passo e un’ultima equilibratura. Un effetto collaterale utile? Le scansioni intermedie hanno lasciato a JOME una documentazione completa del pezzo in ogni fase.

Specifiche tecniche

  • Tecnologia: Vipra AM, modello XP
  • Materiale: SS316L
  • Peso finale: 26 kg
  • Diametro: 685 mm
  • Tempo di stampa: 20 ore
  • Tempo di lavorazione meccanica: 100 ore

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Sui numeri che contano per JOME Engineering, l’additive ha fatto la differenza.

  • I tempi di consegna sono scesi di circa il 60%, perché non c’era nessuno stampo da realizzare né coda in fonderia da smaltire, e la nave è tornata operativa prima.
  • I costi si sono ridotti di circa il 40%: su un’elica fusa in esemplare unico il tooling è la voce fissa più pesante, e con un solo pezzo non esiste una produzione su cui ammortizzarla.

C’è poi un vantaggio che si vedrà nel tempo. JOME ora possiede la geometria dell’elica in formato digitale, quindi se il pezzo dovesse danneggiarsi di nuovo, il prossimo andrà direttamente in stampa, senza bisogno di una nuova scansione.

Anche l’impatto ambientale ne esce meglio. Il WAAM fonde solo il filo che deposita e non richiede stampi in acciaio, il che abbassa l’impronta di CO2 di un pezzo unico come questo.Caracol-AM-WAAM-buy-to-fly-ratio-lead-time-reduction

Ripensare la produzione dei ricambi navali

Il caso dell’elica mostra bene dove la stampa 3D in metallo cambia davvero le cose: catturare un componente che esiste solo fisicamente e ricostruirlo più in fretta, e spendendo meno, di quanto permetterebbe la fusione. Reverse engineering e WAAM funzionano bene insieme, quasi naturalmente. La scansione recupera ciò che i disegni non hanno mai contenuto, Vipra AM lo riproduce senza stampi, con un buy-to-fly ratio contenuto e tempi ridotti.

La deposizione, alla fine, ha occupato solo una piccola parte dello sforzo complessivo, 20 ore su circa 120. Il grosso l’hanno fatto lavorazione e finitura, come succede praticamente sempre con i componenti metallici di precisione. Per JOME Engineering il risultato è un’elica equilibrata e pronta all’uso, consegnata a Dubai nei tempi e nel budget previsti. Per Caracol, un altro pezzo in SS316L tornato in servizio in mare, che si aggiunge alle applicazioni di Vipra AM nel settore navale.Caracol-Wire-arc-additive-manufacturing-robotic-WAAM-propeller-metal-deposition

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