WAAMpeller: een mijlpaal voor 3D printing

Damen Shipyards Group, één van onze Nederlandse partners, heeft een prototype klaar van ‘s werelds eerste gecertificeerde scheepsschroef, geproduceerd met gebruik van 3D printtechnieken. De schroef, genaamd WAAMpeller, heeft een diameter van 1350 mm en is het resultaat van een samenwerking tussen diverse bedrijven waaronder Damen Shipyards Group, RAMLAB, Promarin, Autodesk en Bureau Veritas.

Ze is geproduceerd uit een Nikkel Aluminium Brons (NAB) legering bij RAMLAB met de Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) methode, met een lassysteem van Valk Welding en Autodesk software. De structuur (drie bladen) is dezelfde als die van een Promarin ontwerp voor de Stan Tug 1606 (een sleepboot) van Damen. Na de productie wordt de WAAMpeller verder 'CNC' bewerkt in Autodesk’s Advanced Manufacturing Facility in Birmingham.

Mijlpaal voor 3D Printing

Damen ziet de 400 kilo zware WAAMpeller als een mijlpaal op het gebied van 3D print productietechnieken. “De uitdaging was om een 3D CAD-file op een computer te vertalen in een fysiek product. In dit geval extra complex omdat de schroef een dubbel gebogen, geometrische vorm met enkele lastige overhangende secties is”, zegt Kees Custers, Project Engineer op de R&D afdeling van Damen.

Een belangrijk aspect bij de productie van het prototype was het leren begrijpen van de materiaaleigenschappen. “3D geprinte materialen worden laag voor laag opgebouwd. Het gevolg daarvan is dat ze verschillende fysieke eigenschappen hebben in verschillende richtingen – een kenmerk dat we anisotropie noemen. Staal en gegoten materialen daarentegen zijn isotropisch – zij hebben dezelfde eigenschappen in alle richtingen.”; legt Custers uit. "Vanwege dit kritische verschil zijn de materiaaleigenschappen van het geprinte materiaal uitgebreid getest om er zeker van te zijn dat ze voldoen aan de normen van Bureau Veritas."

De WAAMpeller in volle ontwikkeling bij Damen Shipyards

Groot potentieel

“Het testen en leren kennen van de materiaaleigenschappen was een belangrijk onderdeel van dit project”, zegt Wei Ya, postdoctoral onderzoeker van de Universiteit van Twente op RAMLAB. “We moeten zeker weten dat de materiaaleigenschappen voldoen aan de eisen van de toepassing. Het materiaal moet bijvoorbeeld zo sterk zijn dat de schroef een stevige schok kan absorberen zonder schade. Maar we hebben ook gewerkt aan het optimalisen van de productiestrategie voor 3D metal deposition. Daartoe hebben we onder meer de vorm en de grootte van de korrels bekeken en ook de snelheid waarmee we het geprinte materiaal aanbrengen.”

De mogelijkheden van RAMLAB zijn er om objecten te printen met maximale afmetingen van 7x2x2 meter. “Deze WAAMpeller is voor grote schaal 3D metal deposition echt een doorbraak voor de maritieme industrie. Deze technologie is een fundamentele verandering in het concept van hoe we dingen maken. Met additive manufacturing kunnen we in principe de meeste metalen onderdelen die nodig zijn printen. Er is veel potentieel voor de toekomst.”

Tweede exemplaar

Het eerste prototype van de WAAMpeller wordt gebruikt voor expositiedoeleinden. De productie van een tweede exemplaar is al in voorbereiding. “In oktober 2017 beginnen we met de productie van een tweede schroef. Daarbij benutten we alle lessen die we de afgelopen maanden leerden. Ons doel is de tweede schroef later dit jaar te installeren op een van onze sleepboten.”, aldus Custers.

bron: www.metaalnieuws.nl