3D SYSTEMS E HUNTINGTON INGALLS PER QUALIFICARE LE LEGHE PER COSTRUZIONI NAVALI RESISTENTI ALLA CORROSIONE
La stampante 3D statunitense OEM 3D Systems sta collaborando con la società di costruzioni navali militari Huntington Ingalls Industries per sviluppare nuove polveri metalliche resistenti alla corrosione per applicazioni di stampa 3D marittima.
In collaborazione con la divisione cantieristica navale di Huntington Ingalls Industries Newport News, 3D Systems sta formulando nuove leghe rame-nichel (CuNi) e nichel-rame (NiCu), progettate specificamente per produrre parti robuste e resistenti alla temperatura. Stampando in 3D questi nuovi materiali invece di utilizzare la fusione convenzionale, Newport ritiene che sarà in grado di creare valvole, alloggiamenti e staffe idonee alla navigazione con tempi di consegna ridotti fino al 75%.
“L’innovazione incentrata sul cliente è stata una forza trainante per 3D Systems sin dalla sua fondazione”, ha affermato Chuck Hull, CTO di 3D Systems. “Attraverso la nostra continua collaborazione con Newport News Shipbuilding, abbiamo ancora un’altra opportunità di mettere a frutto la nostra profonda conoscenza della scienza dei materiali e dell’ingegneria delle applicazioni, consentendo ai nostri clienti di massimizzare la potenza dell’AM all’interno della loro organizzazione”.
“QUESTI NUOVI MATERIALI HANNO IL POTENZIALE PER RIDEFINIRE LA PIPELINE DI INNOVAZIONE DI NEWPORT NEWS SHIPBUILDING CONSENTENDO LORO DI FORNIRE IN MODO PIÙ EFFICIENTE PARTI DI ALTA QUALITÀ”.
Come parte del suo processo di ricerca e sviluppo sui materiali, 3D Systems collabora spesso con i clienti per aiutarli a qualificare le polveri di stampa 3D per nuove applicazioni ad alta intensità di temperatura e forza. Ad esempio, proprio l’anno scorso, l’azienda ha stampato in 3D barre di raffreddamento in titanio per il Large Hadron Collider, e sta lavorando con l’ US Army Research Laboratory (ARL) su più progetti, inclusa la stampante 3D in metallo più grande del mondo .
Dal 2018, 3D Systems ha anche collaborato a stretto contatto con Newport per integrare la stampa 3D nella produzione delle sue navi da guerra navali. In un primo momento, la filiale di Huntington ha installato un sistema ProX DMP 320 , scoprendo che produceva parti altamente accurate con scarti e costi ridotti, ma ha rapidamente identificato la necessità di sviluppare leghe personalizzate, progettate specificamente per soddisfare le esigenze delle applicazioni marittime.
Di conseguenza, le aziende hanno recentemente intensificato la loro ricerca, studiando come migliorare la resistenza alla corrosione delle parti navali se esposte all’acqua di mare. Dopo gli esperimenti iniziali nel 2019, le aziende hanno sviluppato una “ guida alla progettazione ” per la stampa diretta in metallo (DMP) di leghe di nichel , con il potenziale per produrre sia componenti robusti che sostanziali risparmi sui costi di costruzione navale.
Avendo sviluppato con successo parti stampate in nichel 3D più durevoli, 3D Systems sta ora tentando efficacemente di ottenere la stessa impresa con altre leghe marittime. Significativamente, dato che Newport rimane l’unico costruttore delle portaerei della US Navy , la continua collaborazione delle società potrebbe anche precedere un più sostanziale lancio navale della tecnologia negli anni a venire.
Nell’ambito della sua ultima collaborazione con Newport, 3D Systems sta cercando specificamente di qualificare le polveri CuNi e NiCu per l’uso con i sistemi Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Sebbene tali leghe siano note per possedere alti livelli di corrosione e resistenza agli urti, attualmente possono essere prodotte solo tramite fusione, spesso richiedendo tempi di consegna fino a 12 mesi e contributi da più fornitori.
Al contrario, lo sviluppo di sostituzioni stampabili in 3D potrebbe ora consentire alla filiale di Huntington di accelerare la produzione di alcune parti fino al 75%, riducendo al contempo la dipendenza dalla catena di approvvigionamento. Per aiutare Huntington a raggiungere questo obiettivo, 3D Systems sta quindi collaborando con Newport per identificare la composizione della lega ei parametri di lavorazione ottimali, al fine di produrre robusti componenti per la costruzione navale per uso finale.
Una volta pronti, i nuovi materiali verranno stampati in 3D in prototipi e testati in base alla loro resistenza alla trazione, una qualità che potrebbe rivelarsi vitale per la loro efficacia nell’uso finale. Andando avanti, il progetto mira principalmente ad aiutare Newport a sostituire le parti fuse tradizionalmente, ma 3D Systems intende anche commercializzare le polveri risultanti, per soddisfare meglio le esigenze dei suoi clienti nei settori del petrolio, del gas e dell’energia.
“Siamo entusiasti di continuare la nostra partnership con 3D Systems su queste importanti leghe per la costruzione navale”, ha concluso Dave Bolcar, VP of Engineering and Design per Newport. “Non vediamo l’ora di espandere questi sforzi sviluppando parametri che ci consentiranno di espandere ulteriormente l’uso dell’AM nelle nostre piattaforme, al fine di migliorare sia la qualità del prodotto, la pianificazione e le prestazioni per la flotta”.
