В Голландии представили первый в мире 3D-напечатанный гребной винт

Винт под названием Waampeller весит 180 кг и имеет диаметр в 1,3 метра. Он был установлен на буксире, который работает в порту Роттердама. Waampeller был напечатан в лаборатории RAMLAB, которая является совместным проектом судостроительной компании Damen Shipyards Group, ИТ-компании Autodesk, голландской компании Promarin, специализирующей на винтах, порта Роттердама и сертификационной службы Bureau Veritas.

Название Waampeller происходит от английского названия нового вида 3D-печати — «wire-arc additive manufacturing». По сути, это форма сварки, где электрическая дуга расплавляет, а затем раскладывает провод по необходимой траектории. Обычно ее используют для создания цилиндрических или конических изделий, где головка принтера, двигаясь по спирали, раскладывает слои расплавленного металла.

Waam — очень быстрая технология 3D-печати. Скорость принтера составляет десятки граммов исходного материала в минуту, по сравнению с миллиграммами или микрограммами у классических 3D-принтеров, работающих на пластиковых порошках. Более того, головка «принтера» прикреплена к роботизированной руке, которую используют, например, для сборки автомобилей.

Waampeller был официально представлен публике после серии тестов на буксире от компании Damen. В частности, винт проверялся на прочность при высоких оборотах, падении тяги и мгновенном переходе на реверс. После успешного прохождения тестов, винт получил сертификацию от Bureau Veritas.

«Мы гордимся тем, что смогли создать не прототип, а реальный винт, готовый к производству», — говорит главный технический консультант Autodesk Кельвин Хамильтон, который был вдохновителем всего проекта.

По его словам, ему очень хотелось напечатать винт, потому что он обладает сложной геометрией (изгибами) и должен выдерживать большую нагрузку. Хамильтон построил опытный образец у себя в Бирмингеме (Англия), а Damen захотела вывести его на более высокий уровень.

Дизайн винта сделан по образцу серийных образцов Promarin. Перед инженерами стояла задача загрузить в принтер сплав из никеля, алюминия и бронзы, но из него не делают сварочных проводов, поэтому их приходилось делать самостоятельно. Конечный продукт получается с зазубринами, поэтому винт необходимо было отполировать — частично руками, что заняло три дня.

На создание винта ушло 298 слоев бронзы и 256 часов работы 3D-принтера. «Второй прототип винта вышел быстрее, так как мы многому научились и смогли адаптировать софт под „железо“, — говорит основатель RAMLAB Винсент Вегенер. — Точность здесь должна быть высокой, так как необходимо контролировать все процессы, чтобы изделие получилось ровным».

По словам Хамильтона, вся прелесть напечатанного винта будет видна при его эксплуатации. «Если вдруг он повредится или деформируется, мы сможем „заклеить“ поврежденную часть с помощью 3D-сварки, что снизит стоимость ремонта и даже сделает винт более прочным», — говорит он.

Еще одним преимуществом технологии является то, что 3D-сварка позволяет создавать полые структуры. «Если вы напечатаете полый винт, он будет легче, а судно будет сжигать меньше топлива, — говорит Вегенер. — К тому же, вы сможете встроить в него сенсоры, которые будут следить за износом и сообщать о грядущей поломке заблаговременно».

GE Aviation успешно испытала турбовинтовой двигатель, треть которого напечатана на 3D-принтере. Количество деталей в печатном блоке удалось сократить в 70 раз (с 855 до 12), а время разработки двигателя — с десяти до двух лет.