La Marina de los EE. UU. ha valorado durante mucho tiempo el potencial de la fabricación aditiva (AM) y la impresión 3D.
Por Edward Lundquist
AM se refiere al depósito de material capa por capa para crear un objeto. Para la Marina, no es práctico llevar todas las piezas de repuesto para cada sistema en un barco, y puede ser difícil pronosticar si las piezas fallarán o cuándo. AM proporciona una fuente de suministro flexible al poder fabricar piezas en lugar de pedirlas y esperar a que lleguen, especialmente para los buques de guerra en el otro extremo de la cadena de suministro.
La impresión de piezas de reparación bajo demanda puede ahorrar tiempo, reducir costes y reducir la necesidad de llevar grandes inventarios de piezas.
Si bien hay muchas cosas que uno puede hacer con AM, como la creación rápida de prototipos, el santo grial ha sido la capacidad de fabricar piezas en el mar para reparar cosas rápidamente. Imagínese no tener que transportar varias piezas de repuesto para cada equipo, o tener que depender de una larga cadena de suministro para obtener las piezas que se necesitan con urgencia en un depósito de suministros.
Las impresoras 3D de escritorio están ampliamente disponibles, desde alrededor de $ 300 para un sistema doméstico. Muchos barcos tienen impresoras 3D que fabrican piezas de plástico relativamente pequeñas.
“Hemos estado usando impresoras de plástico polimérico en barcos y submarinos durante varios años, pero son esencialmente unidades de escritorio que fabrican piezas de plástico relativamente pequeñas. Los comentarios que recibimos de la flota es que necesitan piezas de metal más grandes”, dijo Jim Pluta, gerente del programa de fabricación aditiva (AM) en Naval Sea Systems Command (NAVSEA).
Ahora, la Armada ha instalado dos tipos diferentes de impresoras 3D de metal en los barcos de la Armada, con un sistema de aluminio en la costa oeste y un sistema de acero inoxidable en la costa este.
Una impresora 3D de metal líquido ElemX de Xerox Elem Additive Solutions se entregó en un contenedor a bordo del USS Essex (LHD 2) en julio de 2022, convirtiéndose en la primera máquina de fabricación aditiva de metal instalada en un buque de la Armada de EE. UU. La impresora ElemX es modular y, después de operar a bordo de Essex durante el ejercicio de flota multinacional RIMPAC 2022 el verano pasado, la caja CONEX se transfirió al USS Boxer (LHD 4) para continuar con la evaluación.
La impresora ElemX fue una colaboración con Commander Naval Surface Force Pacific (CNSP) y NAVSEA aprovechando el acuerdo de investigación y desarrollo cooperativo (CRADA) de la Escuela Naval de Posgrado (NPS) con Xerox, que es una herramienta poderosa para asociarse rápidamente para la investigación aplicada beneficiosa para todos.
“El esfuerzo de ElemX no solo demostró la tecnología en casos de uso de investigación a bordo, sino que también creó un taller de impresión de metal 3D móvil autónomo al equipar un contenedor de envío común que se puede colocar en cualquier barco o enchufar a cualquier fuente de energía, como un generador de campo para que los infantes de marina también puedan tener esa capacidad”, dijo el capitán Jeremy Gray, presidente de NPS Surface Warfare para CNSP.
Reparador de maquinaria de primera clase, Cory Hover, suboficial principal del buque de asalto anfibio de clase Wasp USS Bataan (LHD 5), taller de reparación de maquinaria, habla con el Comandante de las Fuerzas Navales de Superficie, Contralmirante del Atlántico.
Brendan McLane sobre el equipo de fabricación aditiva recién instalado en el buque, 23 de noviembre de 2022. Este es el primer sistema híbrido patrocinado por el comando Naval Sea Systems instalado en un barco de la Marina de los EE. UU. y permitirá la capacidad de fabricación aditiva de componentes de metal y plástico localmente.
En la costa este, llegó un sistema de fabricación aditiva híbrida de Phillips a bordo del USS Bataan (LHD 5). El proyecto Bataan está destinado a ser un elemento permanente en el barco.
El equipo de Bataan, instalado gracias a un esfuerzo conjunto entre el Comandante de la Fuerza de Superficie Naval del Atlántico y la Oficina de Tecnología del Comando de Sistemas Marítimos Navales (NAVSEA), y apoyado en el diseño y la ejecución por el Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins, incluye el sistema Phillips Additive Hybrid, que integra un Cabezal de herramienta de deposición de hilo metálico láser Meltio3D en una fresadora de tres ejes con control numérico computarizado (CNC) Haas TM-1.
Si bien ambas son impresoras de metal, la plataforma ElemX emplea un proceso AM fundamentalmente diferente al del sistema Philips Additive Hybrid en Bataan. La impresora ElemX fabrica piezas de aluminio, mientras que el sistema Phillips utiliza acero inoxidable 316.
El ElemX utiliza una deposición de gotas de metal fundido, donde el sistema híbrido Phillips es un sistema láser alimentado por cable que utiliza un proceso de deposición de energía dirigida (DED) para crear un objeto casi completo y luego, como un sistema híbrido, utiliza el fresado CNC cabeza para terminar la pieza.
Mientras que muchas impresoras 3D de metal industriales utilizan material en polvo, que puede ser reactivo. Los sistemas alimentados por cable son mucho más seguros para uso a bordo.
Fuente: Servicio Marítimo
