WAAMpeller – первый созданный аддитивным способом гребной винт, получивший типовое одобрение
После более чем полугода напряженной работы изготовленный на 3D-принтере WAAMpeller – первый в своем роде корабельный гребной винт, получивший типовое одобрение, – наконец прошел испытания и был представлен в штаб-квартире Damen Shipyards Group в Нидерландах.
Начало проекту было положено, когда RAMLAB, нидерландская лаборатория аддитивных технологий для судостроения, расположенная в порту Роттердама, представила в сотрудничестве с разработчиком программного обеспечения Autodesk свой первый продукт — прототип корабельного гребного винта, изготовленный по гибридной технологии.
Проект осуществлялся в партнерстве с Promarin, Damen и Bureau Veritas и преследовал цель создания первого в мире напечатанного на 3D-принтере гребного винта, который получил бы типовое одобрение. Винт WAAMpeller назван в честь использованной при его изготовлении аддитивного метода WAAM (Wire and Arc Additive Manufacturing), которая представляет собой быструю и относительно недорогую технологию 3D-печати, широко применяемую RAMLAB.
Этот проект стал отличным примером совместной работы: компания Promarin спроектировала винт WAAMpeller на основе трехлопастной конструкции, аналогичной применяемой на судне Damen Stan Tug 1606, которое использовалось в ходе полномасштабных ходовых испытаний. Компания Damen также предоставила опытно-конструкторскую базу, в то время как RAMLAB, опираясь на решения Autodesk в области аддитивных технологий, робототехники и программного обеспечения и используя технологию WAAM, изготовила гребной винт. Наконец, Bureau Veritas выполнила аудит процесса разработки, изготовления и испытаний.
Монтаж винта WAAMpeller
«Проект WAAMpeller является выдающимся по ряду причин. Впервые в мире на 3D-принтере был напечатан гребной винт, получивший типовое одобрение, причем проект был выполнен всего за 7 месяцев – через год после официального открытия RAMLAB», – отметил директор порта Роттердама Аллард Кастелейн.
«Это стало возможным благодаря усердному труду всех участников проекта. Компании Damen, Autodesk и Bureau Veritas оказывали всестороннюю поддержку на всем протяжении проекта. При доводке WAAMpeller был в полной мере использован опыт Promarin. И наконец, что не менее важно, в RAMLAB был организован круглосуточный производственный процесс, и специалисты лаборатории были доступны в любое время».
Процесс 3D-печати прототипа WAAMpeller был завершен после обязательных испытаний материалов, подтвердивших, что использованный никель-алюминиево-бронзовый сплав соответствует стандартам Bureau Veritas. Затем прототип был отправлен в Лабораторию новых производственных технологий Autodesk в Великобритании для обработки на станке с ЧПУ. Сразу же после завершения проекта команда приступила к изготовлению второго гребного винта WAAMpeller с целью получения типового одобрения.
Напечатанный на 3D-принтере гребной винт крупным планом
«Изготовить второй винт WAAMpeller было значительно проще, потому что мы многому научились при создании прототипа. Преимущественно речь шла о применении оборудования и программного обеспечения, потому что при нанесении 298 слоев никель-алюминиево-бронзового сплава крайне важен жесткий контроль всех технологических параметров», — рассказал Винсент Вегенер, управляющий директор RAMLAB.
Впервые в мире на 3D-принтере был напечатан гребной винт, получивший типовое одобрение, причем проект был выполнен всего за 7 месяцевКогда второй винт WAAMpeller весом около 180 кг был готов, были проведены обширные испытания, которые начались с установки на судно Damen Stan Tug 1606.
Аллард Кастелейн, директор порта Роттердама
Мартин де Брюйн, управляющий директор Damen по вспомогательным судам, пояснил: «Это судно представляет особый интерес, поскольку оно оснащено двигателем, удовлетворяющим требованиям стандарта Tier III, а следовательно, и более строгим экологическим нормам и правилам, вводимым в портах по всему миру».
Ходовые испытания WAAMpeller были проведены в Дордрехте под наблюдением аудиторов Bureau Veritas. «Задача Bureau Veritas заключалась в том, чтобы проконтролировать каждый этап изготовления и испытаний WAAMpeller, – пояснил Мартин Ньевенхейс, исполнительный директор по морским и оффшорным технологиям Bureau Veritas, Нидерланды. – Мы столкнулись с некоторыми трудностями, но конечный продукт готов для коммерческого применения».
Участники проекта WAAMpeller на презентации своего детища
Представители пяти участников консорциума также присутствовали на испытаниях, которые включали испытания на тяговое усилие на швартовах, испытания скорости хода и аварийного реверса.
«Конечно, перед испытаниями мы все немного нервничали, ведь инновации всегда связаны с долей риска – однако все прошло успешно. Мы рады сообщить, что во всех испытаниях WAAMpeller продемонстрировал качества обычного литого винта. В том числе, были подтверждены аналогичные характеристики при аварийной остановке, то есть при переходе с полного хода на полный реверс, создающем максимальную нагрузку на гребной винт», — заметил Кис Кастерс, инженер-конструктор Damen.
Готовый винт WAAMpeller был официально представлен в штаб-квартире Damen. Этот проект не только демонстрирует уникальные возможности каждого из участников консорциума, но и может иметь важные последствия для судостроения в целом.
«Проект продемонстрировал судостроительной отрасли потенциал технологий 3D-печати в области изготовления судовых деталей, — пояснил Кастелейн. – Мы продолжаем интенсивные исследования в этой очень интересной области».
По материалам 3dprint.com
Комментарии (31)
gary1
05.04.2019 08:59+1Очень не хватает сравнения с традиционными способами создания гребных винтов: есть ли преимущества по времени, количеством рабочих вовлеченных в процесс, конечной стоимостью, стоимостью сырья и т. д.
norguhtar
05.04.2019 09:12Типично винт фрезеруется из здоровенной болванки того же сплава. А тут только на окончательную доводку свозили и все. Так что должно быть заметно дешевле.
Goron_Dekar
05.04.2019 09:40Ну такое. Иногда он фрезеруется из отлива по форме. Там расход значительно меньше.
К тому же стружка идёт на вторичное использование.
GarryC
05.04.2019 10:00Мне кажется, Вы не совсем правы, лопасти фрезеруются отдельно и потом привариваются к ступице, либо винт сразу отливается в комплексе.
Это не считая винтов с регулируемым шагом, там лопасти вообще отдельные детали.norguhtar
05.04.2019 10:07В том то и дело что нет. Сварное соединение там нельзя, плюс там используется сплав который я подозреваю плохо поддается сварке. Сварное соединение нельзя, потому что сварной шов плохо держит динамические нагрузки, проще говоря лопнет по шву.
Большие ходовые винты на кораблях обычно не имеют винтов с регулируемым шагом.
www.popmech.ru/technologies/299692-kak-delayut-ogromnye-grebnye-vinty-dlya-korableyDiordna
07.04.2019 00:58Я слышал от инженеров что шов считается хорошим если рвется не по шву. имхо кажется странным цельносваренный винт можно — приваренные лопасти нет.
norguhtar
07.04.2019 14:30+1Цельносваренный винт имеет одинаковое напряжение на всем протяжении винта, а вот приваренная лопасть будет иметь напряжение именно в месте сварки.
Diordna
08.04.2019 01:21Согласен, только хочу заметить что металлические принты отжигают для устранения внут. напряжений. Даже пластиковый принт напечатанный fdm методом можно «отжечь» в теплой воде с той же целью.
yurybx
05.04.2019 10:24Извините за делетантский вопрос: а почему нельзя на 3D-принтере напечатать форму для отлива таких винтов в виде двух половинок и отливать их, заливая расплавленный металл в полость?
norguhtar
05.04.2019 10:27Литье не даст хорошей точности и все равно надо будет обрабатывать поверхность и проводить балансировку.
norguhtar
05.04.2019 10:40Ну и да форма будет стоить денег и учитывая сложность винта боюсь, она не сильно многоразовая будет
Xalium
05.04.2019 10:42отлить можно, только качество не будет соответствовать тому, чему хотят. По крайней мере пока.
P.S.
Да и один фиг стоимость производства винта для серии судов в любом случае дешевле, чем все что сейчас связано с 3D принтерами. (отливать винты пока еще дешево)
…
3Dпринтер -> относительно дорого -> но можно создать чего-то оригинальное -> фиг знает
Alexeyslav
08.04.2019 08:203Dпринтер это масштабируемость и универсальность. Тебе не надо иметь производство каждой отдельной детали на уникальном оборудовании, имея сеть таких принтеров можно сэкономить на логистике и напечатать любую необходимую деталь ближе к месту а не там где находится завод по производству именно этих деталей.
anttoshka
05.04.2019 11:00Так же кроме низкой точности есть проблемы с дефектами: раковинами, трещинами и прочим.
jrthwk
05.04.2019 11:42Потому что материал которым можно удобно печатать и материал достаточно газопроницаемый, прочный и термостойкий для литья — очень разные множества.
А так-то модели для такого размера винтов уже режут на 3d фрезере из специального пенопласта, потом модель засыпают формовочной землей и заливают металлом, который пенопласт просто выжигает. Винты поменьше типа лодочных можно печатать воском, но проще и быстрее отливать воском в силикон, а потом литье в корку.
В общем, это не какой-то прорыв, а скорее демонстратор/опытовая технология.
San_tit
05.04.2019 09:50Полагаю, что этот конкретный винт — эксперимент для проверки возможности. В перспективе, станет возможным за ту же стоимость изготовления применять технологии, аналогичные лопаткам реактивного двигателя, т.е. оптимизировать форму для уменьшения, например, эффекта кавитации и продления срока службы или увеличения эффективности.
tzlom
05.04.2019 11:19На самом деле тут важен не только аспект изготовления. С такой технологией становится доступен ремонт винтов. Конечно это всё ещё надо проверять и сертифицировать, но сам факт что послойное наплавление позволяет создавать надёжный винт открывает большие возможности.
Xalium
05.04.2019 12:01С такой технологией становится доступен ремонт винтов.
каким образом? Основная проблема винтов — это кавитация, т.е. всякие рытвины со временем на его поверхности. Как 3D этому может мопочь?
Да и то, сейчас скорее корпус судна на свалку пойдет, чем винт. Винты очень выносливые.piton-vas
05.04.2019 13:00кавитация это не рытвины, это процесс образования пузырьков и последующее схлопывание.
Есть винты, которые по минимуму вызывают кавитацию, например на подводных лодках.
tzlom
06.04.2019 11:16Очевидно тем что такой винт можно «варить». Конечно не электродом а всё тем же процессом как он был изготовлен, но всё таки лучше чем ничего
Винты конечно износостойкие, но вот поломки от мусора и прочих неприятностей с ними всё же случаются.
Diordna
07.04.2019 01:05+1Уже много лет практикуют плазменное напыление для восстановления деталей + доводка резанием
Iv38
05.04.2019 13:29Ужасный текст. Он весь состоит из воды и чудовищно путаный. Из него можно много раз узнать, что есть «первый напечатанный винт, получивший типовое одобрение». С трудом, но можно, перепрыгивая по абзацам туда-сюда, узнать чем же занималась в проекте каждая из компаний (Проектирование — Promarin, печать — RAMLAB, постобработка, фрезеровка — Autodesk, судно и ходовые испытания — Damen, контроль качества — Bureau Veritas).
Но совершенно непонятно почему это важно. Как производят винты обычно? Что дает 3D-печать по сравнению с традиционным процессом? Есть ли подводные камни? Что за технология печати WAAM и как она работает?
При этом вы не забыли насовать в текст малорелевантных ссылок на свой блог в лучших традициях SEO-спама. Фу такими быть, товарищи!lex4x
05.04.2019 16:42Согласен, статья — вода, заголовка хватает, зашол почитать выводы… хотя в коментариях прочитал уже)
copyhold
Что такое типовое одобрение и как я могу его получить?
Dmitry_Dor
http://rs-class.org/ru/register/services/msupervision/
pewpew
Без бумажки ты — какашка, а с бумажкой — гребной винт!
barbanel
Самурай без катаны подобен самураю с катаной, но только без катаны.
Если вы понимаете о чем я =)