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Pala d’elica stampata in 3D apre la strada a spedizioni marittime ecocompatibili

Alcuni ricercatori hanno costruito la prima pala d’elica cava al mondo, un promettente passo avanti verso migliori prestazioni della nave e un basso impatto ambientale.

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Per rendere più competitiva a livello globale l’industria marittima europea, sono necessari dei materiali innovativi volti a migliorare le prestazioni delle navi e a renderle più rispettose dell’ambiente. Negli ultimi anni, altre industrie hanno fatto dei grandi progressi in questo campo. Il settore marittimo, tuttavia, è in ritardo nell’adozione dei materiali avanzati che possiedono un’impronta ambientale più piccola e la cui manutenzione è meno costosa e più facile. Facendo la sua parte per spingere in avanti l’industria marittima, il progetto RAMSSES, finanziato dall’UE, ha sfruttato dei nuovi materiali leggeri e ad alte prestazioni per sviluppare il primo dimostratore di pale d’elica cave. Questo risultato innovativo è stato raggiunto usando la produzione additiva (AM), un processo in cui oggetti 3D vengono costruiti aggiungendo il materiale in strati successivi. In una notizia online pubblicata nella rivista «Marine Propulsion & Auxiliary Machinery», Patrice Vinot, responsabile del pacchetto relativo all’elica presso il partner del progetto Naval Group, afferma: «Anche se la produzione additiva è sempre più presente nell’industria, la programmazione e la progettazione di parti complesse, come ad esempio le pale d’elica per le navi, rappresentano una sfida notevole». L’obiettivo del team del progetto è quello di produrre eliche che migliorano le capacità operative delle navi. Stampa 3D per una migliore propulsione dell’imbarcazione Il processo AM che i ricercatori stanno utilizzando per migliorare la propulsione della nave è noto come produzione additiva ad arco con filo (WAAM, wire arc additive manufacturing). Il processo funziona fondendo un filo metallico usando un arco elettrico quale fonte di calore. Una volta fuso, il filo viene estruso in goccioline che restano attaccate a creare uno strato di metallo. Questo passo viene poi ripetuto strato dopo strato per costruire una parte metallica 3D. La WAAM è usata per progettare grandi componenti (in questo caso eliche con diametro fino a 6 m) che le tradizionali tecniche di fabbricazione non sono in grado di creare. Questo sviluppo renderà possibile la produzione di eliche più complesse in futuro. Vantaggi industriali attesi Il primo dimostratore del team è una pala cava in scala uno a tre per l’elica di una nave portacontainer. È stato stampato in acciaio inossidabile in meno di 100 ore e pesa all’incirca 300 kg. Sebbene 300 kg per una sola pala, che è anche un modello in scala, potrebbero sembrare un peso incredibile per i non addetti ai lavori, potrebbe aiutare a mettere tutto in prospettiva il sapere che le pale d’elica possono raggiungere anche le 20 tonnellate! Quando verrà prodotta a grandezza naturale, il team prevede che la pala pesi oltre il 40 % in meno rispetto ai componenti convenzionali. Le proprietà idrodinamiche della pala verranno valutate mediante simulazione numerica. Verrà inoltre sottoposta a test di fatica e corrosione. Il progetto RAMSSES (Realisation and Demonstration of Advanced Material Solutions for Sustainable and Efficient Ships) è attualmente impegnato nello sviluppo di un’elica con pale cave a grandezza naturale per navi portacontainer. «Il potenziale del processo rivelato da questo nuovo caso di studio significa che ora prevediamo prestazioni senza pari per le eliche di domani», afferma Vinot. Il progetto della durata di 4 anni si trova circa a metà del suo svolgimento. Per maggiori informazioni, consultare: sito web del progetto RAMSSES

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Italia

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