Empresa de tecnologia marítima sediada no Reino Unido Armada Tecnologias instalou seu Sistema de Lubrificação de Ar Passivo (PALS) em um transportador de gás pure liquefeito (GNL) usando um componente impresso em 3D, como parte de seu esforço para reduzir o impacto ecológico das operações marítimas.
O transportador de GNL está agora operando com o componente integrado em um subconjunto crítico do ejetor venturi do sistema. O objetivo da instalação é reduzir o atrito entre o casco e a água circundante. Fá-lo libertando microbolhas que formam uma camada de água gaseificada, reduzindo o arrasto e, por sua vez, diminuindo o consumo de combustível e as emissões associadas.
Ao contrário dos projetos convencionais de lubrificação a ar do casco, o PALS não depende de compressores de ar. Em vez disso, ele usa o movimento de avanço do navio para mover a água através de um conjunto Venturi no fundo duplo. Nessas condições de fluxo, o ar é aspirado do convés superior e a mistura ar-água é então descarregada ao longo do casco. Segundo a Armada, o mesmo arranjo pode ser aplicado tanto para embarcações recém-construídas quanto para retrofits.
Resolvendo um problema de fabricação restrito
Uma parte basic do sistema é o componente ejetor Venturi, que fica no centro do processo de mistura de ar e água. A empresa marítima descreve-o como tendo sido concebido para manter a queda de pressão necessária através do Venturi, ao mesmo tempo que limita a contrapressão para garantir uma entrada de ar estável. Em serviço, a peça funciona sob fluxo contínuo e deve suportar pressões flutuantes e água do mar corrosiva.
Requisitos como esses também moldaram a abordagem de fabricação. Segundo a empresa, a geometria interna necessária para atingir o comportamento fluido exigido não poderia ser produzida por processos tradicionais. Isso levou a Armada a selecionar AM industrial tanto para prototipagem quanto para produção, com suavização de vapor especificada para melhorar a qualidade da superfície dos caminhos de fluxo internos onde a interface do fluido é crítica.
Para o efeito, a Armada associou-se ao prestador de serviços de impressão 3D Pessoas 3Dque apoiou a empresa na finalização do projeto e no manejo da produção e acabamento do componente para utilização no sistema.
A fabricação foi realizada com nylon PA12, pois o materials é adequado por sua resistência mecânica e durabilidade em ambiente marinho. “Selecionamos Pessoas 3D com base em sua atenção aos detalhes e na rápida compreensão do que precisávamos”, disse Roger Armson, COO da Armada Applied sciences.
“Depois que o protótipo passou por nossas inspeções e testes de conformidade”, as entregas foram feitas em quatro lotes entre fevereiro e março do ano passado, de acordo com o cronograma da Armada.
Até agora, o componente parece estar aguentando. Após cerca de oito meses de operação quase contínua, o operador não relatou sinais de degradação ou problemas relacionados ao desempenho nas peças impressas em 3D.
Tomado como um todo, o projecto aponta para uma utilização restrita e condicionada da produção aditiva, em vez de qualquer mudança mais ampla na estratégia de produção. Aqui, a tecnologia é usada para fabricar um componente único e de desempenho crítico, cuja geometria e demandas operacionais não poderiam ser atendidas por meios convencionais.
AM apoia descarbonização marítima
Para além deste projeto único, o setor marítimo em geral está sob pressão crescente para descarbonizar. Sob o Estratégia de Descarbonização Marítima do Reino Unidoo governo tem como meta 30% redução nas emissões do transporte marítimo até 2030 e uma redução de 80% até 2040, com a política e o financiamento cada vez mais centrados em melhorias de eficiência, tecnologias preparadas para modernização e novas abordagens à concepção e construção de embarcações.
Embora os combustíveis alternativos e os sistemas de propulsão tendam a dominar o debate, está a ocorrer um caminho paralelo de inovação em torno da eficiência do casco, da leveza e da hidrodinâmica, áreas onde o design digital e a AM estão a começar a desempenhar um papel facilitador mais visível.
Neste contexto, a impressão 3D permite que componentes e estruturas orientados para o desempenho e focados na sustentabilidade sejam fabricados na prática, desde subsistemas especializados até elementos estruturais e modulares maiores.
Um exemplo relacionado é o projeto MariLight 2.0 liderado por Malin Consultores Marítimos (MMC) com o Instituto Nacional de Fabricação da Escócia (NMIS). O programa utilizou MA de metallic em grande escala para produzir um anel de vazamento redesenhado, alcançando uma redução de peso de 13%, uma redução de 10% nas emissões de gases de efeito estufa e prazos de entrega 90% mais curtos, ao mesmo tempo que passou em testes hidrostáticos e de vazamento testemunhados por Registro do Lloyd’s.
Financiado através do Competição de Demonstração Marítima Limpa do Reino Unidoo projeto mostra como a fabricação aditiva está sendo usada para apoiar a redução de peso e redução de emissões na construção naval.
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A imagem em destaque mostra o close-up do sistema PALS venturi pod da Armada. Imagem by way of Armada Applied sciences.