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CENTRO INTERNAZIONALE STUDI CONTAINERSANNO XXXVII - Numero 31 LUGLIO 2019

PROGRESSO E TECNOLOGIA

LA SPERIMENTAZIONE DEL POTENZIALE DELLA PRODUZIONE ADDITIVA

La produzione additiva, ovvero la stampa in 3D, ha il potenziale per trasformare la filiera distributiva degli equipaggiamenti marittimi.

Con l'adozione della tecnologia che consente la stampa di metalli, indispensabili pezzi di ricambio e componenti di sistema possono ora essere stampati a domanda in località di tutto il mondo, comprese le navi stesse.

Il risultato ne è la drastica riduzione dei tempi di consegna, dei costi, delle necessità di forza lavoro, dei requisiti inerenti alle scorte e di impatto ambientale (con meno logistica e meno sprechi), così come il completo sconvolgimento dei tradizionali modelli aziendali.

E questo solo per quanto attiene il lato dell'offerta.

L'impatto sulle capacità produttive è altrettanto radicale.

Improvvisamente le limitazioni dei processi tradizionali possono essere infrante, poiché le macchine danno vita a modelli progettuali in precedenza impossibili attraverso la precisa applicazione di strati su strati di metallo.

Per i capofila della produzione marittima come la Wärtsilä Moss AS (una divisione della Wärtsilä Marine Solutions) questo rappresenta uno speciale tipo di magia.

Potenziale unico

"Abbiamo inventato un nuovo modello progettuale che poteva essere realizzato solo con la fabbricazione additiva" spiegano.

"La geometria del pezzo e la complessità richiesta per la sua produzione, lo rendono troppo difficile e costoso da produrre utilizzando i metodi tradizionali.

Lo si poteva far divenire realtà solo con la produzione additiva".

Lavorando con l'acciaio inossidabile ed utilizzando un processo di fabbricazione denominato fusione laser selettiva (noto anche come PBF ovvero fusione in letto di polvere) il gruppo di lavoro ed il suo fornitore selezionato - in partenariato con l'Università della Norvegia Sud-Orientale - hanno realizzato un ugello unico che teoricamente è in grado di migliorare la regolazione e le prestazioni del diffusore rispetto a qualsiasi altra cosa presente sul mercato.

Tuttavia, la valutazione iniziale della qualità ha individuato un'anomalia.

Un'anomalia che nessuno - nemmeno la Wärtsilä Moss AS, fornitore di produzione additiva dell'università - poteva spiegare.

"Più o meno a metà del processo di stampa PBF si è verificato uno spostamento che ha causato un piccolo ma evidente scostamento, ovvero una cresta, sull'ugello", rivela Odd Ivar Lindløv, direttore generale ricerca e sviluppo della Wärtsilä Moss AS, che aggiunge: "Era di soli 0,375 mm, ma non ce lo aspettavamo.



La complessa geometria dell'ugello per gas inerti (al centro), che si inserisce nella capsula (a sinistra; entrambe le parti assemblate a destra) può essere prodotta solo utilizzando la Fusione Laser Selettiva, un processo di produzione additiva.


La nostra domanda era: questa cosa che conseguenze avrà sull'integrità del materiale e sull'operatività del pezzo stesso?

E non siamo stati capaci di rispondere; pertanto, avevamo bisogno di qualcuno che potesse farlo.

Ecco perché ci siamo rivolti alla DNV GL".

Visione in 3D

Ramesh Babu Govindaraj, specialista principale per i materiali, fa parte di un gruppo di lavoro della GNV DL che indaga il potenziale della stampa in 3D sin dal 2016.

Questo lavoro ha riguardato l'avvio di un certo numero di JDP, studi pilota, documenti relativi all'innovazione e, a novembre del 2017, l'introduzione delle prime linee guida per la classificazione dalla DNV GL in ordine all'approvazione dei prodotti stampati in 3D (linea guida della classe DNVGL-CG-0197).

A luglio del 2018 quanto sopra è stato seguito dal programma di classe per l'Approvazione della Produzione (DNVGL-CP-0267) per la produzione additiva, che da allora la DNV GL ha incluso fra i processi accettati per le navi e le operazioni al largo (analogamente a quanto avviene per la laminazione, la colata e la forgiatura) nella regola per le navi DNVGL-RU-SHIP Pt 2 Ch 1 e dello standard offshore DNVGL-OS-B101.

Govindaraj considera il ruolo della DNV GL come quello di facilitatore per il settore, dato che aiuta i clienti a comprendere il potenziale e a rendersi conto del valore della produzione additiva, nel mentre supporta, certifica e, in questo caso, assicura una valutazione esperta e prova i servizi per una nuova generazione di parti stampate.

"La produzione additiva è una disciplina entusiasmante ma nuova - specialmente per quanto concerne i metalli - cosicché prudenza, pazienza e perizia sono i prerequisiti per i progetti" commenta.

"I nuovi processi, prodotti e modelli progettuali introducono altresì nuove possibilità perché le cose vadano storte e ci occorre tempo per capire come queste "modalità di insuccesso" impattino sull'integrità di materiali e parti.

L'ugello del combustibile della Wärtsilä ha fornito un esempio significativo".

Standard restrittivi

Visto dall'esterno, lo "scostamento" degli ugelli del combustibile stampati è stato per lo più irrilevante, poiché ci si è potuto servire della sgrossatura per realizzare una superficie piatta.

Tuttavia, se il flusso d'aria all'interno venisse compromesso dalla cresta che ne deriva, o se la parte stessa ne fosse indebolita, le potenziali conseguenze potrebbero essere serie.

Il laboratorio della DNV GL di Høvik ha esperienza nell'indagine sugli insuccessi e riguardo alla tecnologia dei materiali sia per il marittimo che per il petrolio ed il gas.

Qui, guidata dall'ingegner Ole-Bjørn Ellingsen Moe, una squadra di esperti metallurgici ha condotto un approfondito programma di collaudo, comprese le valutazioni microstrutturali, le misurazioni della durezza, sperimentazioni penetranti e le radiografie.

"Poiché vi sono componenti critiche, fabbricate e progettate con nuove modalità, il livello di vaglio richiesto è eccezionale" nota Govindaraj.

"Questo grado di sperimentazione è mirato a fornire una completa conoscenza ed un'assicurazione totale, aiutando i nostri clienti a navigare in un paesaggio produttivo poco familiare.

E noi, molto semplicemente, siamo qui per aiutarli".

Gli esami approfonditi hanno prodotto una conclusione positiva per il gruppo di lavoro della Wärtsilä.

Le proprietà fisiche dell'ugello non sono state segnate in modo significativo dallo scostamento, mentre il decisivo flusso d'aria interno non è stato disturbato.

"Riassumendo" afferma Govindaraj con un sorriso "l'ugello è adatto allo scopo".

La strada verso il progresso

Lindløv ed il suo gruppo di lavoro stanno ora conducendo i primi test sulle navi con il loro innovativo ugello fabbricato in produzione additiva e sperano di riuscire ad introdurlo nel mercato in futuro.

"Sono convinto che la produzione additiva avrà un importante impatto sulle modalità delle nostre attività" nota Lindløv "sbloccando l'innovazione, aumentando il valore e procurando tangibili vantaggi ai nostri clienti, alla nostra organizzazione ed al nostro settore.

Questo ugello è solo un primo passo, sebbene sia importante, ed io non vedo l'ora di constatare dove possiamo arrivare partendo da qui".

Il suo consiglio per altri che stiano valutando l'adozione della stampa in 3D è semplice: "Saltateci dentro" afferma "il potenziale è enorme… ma assicuratevi di trovare i partner giusti con cui lavorare.

Tutti quanti abbiamo bisogno dell'aiuto di gente esperta quando proviamo cose nuove e questo è certamente vero per la produzione additiva".
(da: hellenicshippingnews.com, 11 luglio 2019)



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