Per rendere l'industria marittima europea più competitiva a livello globale, sono necessari materiali innovativi per migliorare le prestazioni delle navi e renderle più rispettose dell'ambiente. Negli ultimi anni, altre industrie hanno fatto molti progressi in questo settore. Però, il settore marittimo è in ritardo nell'adozione di materiali avanzati che hanno un minore impatto ambientale e sono meno costosi e più facili da mantenere.

Facendo la sua parte per spingere in avanti l'industria marittima, il progetto RAMSSES, finanziato dall'UE, si è avvantaggiato del nuovo peso leggero, materiali ad alte prestazioni per sviluppare il primo dimostratore di pale cave dell'elica. Questo risultato innovativo è stato ottenuto utilizzando la produzione additiva (AM), un processo in cui gli oggetti 3D vengono costruiti aggiungendo strati su strati di materiale. In una notizia online pubblicata sulla rivista "Marine Propulsion &Auxiliary Machinery", Patrice Vinot, partner di progetto del gruppo Naval Group, ha dichiarato:"Sebbene la produzione additiva sia sempre più presente nell'industria, la programmazione e la progettazione di parti complesse, come pale di eliche per navi, rappresenta una sfida considerevole." L'obiettivo del team di progetto è produrre eliche che migliorino le capacità operative delle navi.

Stampa 3D per una migliore propulsione della nave

Il processo AM che i ricercatori stanno utilizzando per migliorare la propulsione delle navi si chiama Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM). Il processo funziona fondendo il filo metallico utilizzando un arco elettrico come fonte di calore. Quando sciolto, il filo viene estruso in perline che si uniscono per creare uno strato di metallo. Questo viene quindi ripetuto strato per strato per costruire una parte metallica 3D. WAAM viene utilizzato per progettare componenti di grandi dimensioni – in questo caso, eliche fino a 6 m di diametro, di cui le tradizionali tecnologie di produzione non sono in grado. Questo sviluppo renderà possibile in futuro la produzione di eliche più complesse.

Guadagni industriali previsti

Il primo dimostratore del team è una pala cava in scala un terzo per l'elica di una nave portacontainer. È stato stampato in acciaio inossidabile in meno di 100 ore e pesa circa 300 kg. Mentre 300 kg per una sola lama, e un modello in scala a quello, può sembrare ridicolmente pesante per il profano, può mettere le cose in prospettiva sapere che le pale dell'elica possono pesare fino a 20 tonnellate! Quando prodotto a piena scala, il team prevede che la lama peserà oltre il 40% in meno rispetto ai componenti convenzionali. Le proprietà idrodinamiche della pala saranno valutate mediante simulazione numerica. Sarà inoltre sottoposto a prove di fatica e corrosione.

Il progetto RAMSSES (Realisation and Demonstration of Advanced Material Solutions for Sustainable and Efficient Ships) è attualmente in procinto di sviluppare un elica a pale cave per navi portacontainer. "Il potenziale del processo rivelato da questo nuovo caso di studio significa che ora anticipiamo prestazioni senza precedenti per le eliche di domani, " dice il signor Vinot. Il progetto è circa a metà del suo mandato di 4 anni.