Eerste 3D-geprinte scheepsschroef klaar voor gebruik

In navolging van de automotive, de medische en lucht- en ruimtevaartsector maakt nu ook de scheepsbouw gebruik van de voordelen van 3D-printen. Na meerdere testen en prototypes is de eerste volledig 3D-geprinte scheepsschroef, ontwikkeld en afgewerkt door een team ingenieurs in Nederland, klaar voor gebruik op zee.

De WAAMpeller – 1,35 m groot en 200 kg zwaar - werd op 30 november officieel gepresenteerd bij Damen Shipyards in het Zuid-Hollandse Gorinchem.

De schroef werd vervaardigd via de WAAM-technologie (wire arc additive manufacturing) en is het resultaat van een nauwe samenwerking tussen het conglomeraat Damen Group, schroefbouwer Promarin, Bureau Veritas en RAMLAB (Rotterdam Additive Manufacturing LAB) van de Haven van Rotterdam, die voor dit project hun kennis en middelen bundelden. Vervolgens werd de WAAMpeller uitvoerig getest om na te gaan of ze geschikt was voor haar doel.

Vuurdoop

In augustus was een eerste prototype klaar, een tweede, sterk verbeterd prototype volgde al in het najaar. Belangrijk hierbij was vooral de interactie tussen hard- en software, aangezien bij de realisatie van 298 lagen nikkel-aluminium-bronslegering een stevige controle over alle procesparameters van groot belang is.

Het tweede prototype werd op een Stan Tug 1606 (sleepboot) geïnstalleerd, om na te gaan hoe het zich zou gedragen onder echte vaaromstandigheden op zee. Dergelijke tests zijn duur, aangezien  de stukken moeten voldoen aan de strikte milieuregels en -wetten die gelden in alle havens ter wereld. Ook scenario’s rond snelheid en crashstops werden uitvoerig uitgetest, omdat deze heel wat druk op de schroef zetten. De 3D-geprinte schroef vertoonde in alle testen hetzelfde gedrag als een klassieke gegoten schroef.

Nadat de laatste uitdagingen werden overkomen, is het finale product technisch in orde en klaar voor commerciële toepassing. Het project, dat in totaal slechts zeven maanden in beslag nam, kon zo het potentieel aantonen van 3D-printtechnieken voor de scheepsbouw voor de productie van scheepscomponenten.

Belang van AM voor scheepsbouw

Wanneer een schip een haven binnenvaart om een onderdeel te laten vervangen, kan het weken of zelfs maanden duren voor het beschikbaar is. Gevolg: de bedrijven lijden miljoenen verlies en zien zich zelfs genoodzaakt om reserveonderdelen in een magazijn op te slaan. Dankzij additive manufacturing (AM) kunnen deze onderdelen in slechts enkele dagen tijd worden vervaardigd. In geval van de WAAMpeller werd gebruik gemaakt van de WAAM-technologie, een procedé waarbij staaldraad met een vlamboog wordt gelast. De onderdelen werden bovendien afgewerkt via klassiek CNC-frezen. Een dergelijke aanpak staat voor tijd- en geldbesparing, precisie en hoogwaardige prestaties.

(Beelden: Damen Shipyards)