Plus tôt cette année, RAMLAB, un laboratoire basé dans le port de Rotterdam spécialisé dans la fabrication additive pour l’industrie maritime, dévoilait le résultat d’un partenariat avec Autodesk : une hélice de navire imprimée en 3D. Fort de cette première collaboration réussie, le laboratoire néerlandais a renouvelé sa confiance au géant du logiciel, pour fabriquer la première hélice de bateau imprimée en 3D certifiée.
Pour mener à bien ce projet, RAMLAB s’est associé à d’autres partenaires, le chantier naval Damen Shipyards Group, le spécialiste de la propulsion navale Promarin et Bureau Veritas, leader mondial de l’évaluation de la conformité et la certification. Le résultat a été dévoilé aujourd’hui : une hélice de 1 350 mm de diamètre pour 400 kg !
Baptisée WAAMpeller, le prototype a été imprimé dans le laboratoire de RAMLAB à partir d’un alliage nickel-aluminium-bronze et d’une technologie d’impression 3D métallique appelée WAAM (Wire+Arc Additive Manufacture). Idéal pour la fabrication de très grandes pièces en métal, ce procédé consiste à souder un fil d’acier au moyen d’un arc électrique.
« Parce que les matériaux imprimés 3D sont construits par couche, ils affichent différentes propriétés physiques… »
Remorqueur Stan Tug 1606 de Damen
Conçue sur logiciel Autodesk par Promarin, WAAMpeller est une hélice à trois pales inspirée par une hélice allemande équipant le remorqueur Stan Tug 1606 de Damen. Du fait de sa structure complexe faite de courbes et de parties en surplomb, la traduction du modèle 3D en produit imprimable a été particulièrement difficile pour les concepteurs.
Bureau Veritas travaille sur la certification de la pièce, une première mondiale pour un composant de construction navale. Menés par Damen, les essais comprendront notamment des crash tests et des tests de traction. « Parce que les matériaux imprimés 3D sont construits par couche, ils affichent différentes propriétés physiques dans différentes directions, une caractéristique connue sous le nom d’anisotropie. » A déclaré Kees Custers Ingénieur du département R & D chez Damens. « L’acier ou les matériaux coulés, d’autre part, sont isotropes – ils ont les mêmes propriétés dans toutes les directions. »
« La ténacité du matériau garantit que l’hélice peut absorber un impact important sans dommage »
Chercheur postdoctoral de l’Université de Twente à RAMLAB, Wei Ya a également souligné l’importance de la ténacité du matériau, c’est à dire sa capacité à résister à la propagation d’une fissure : « La caractérisation des matériaux et les essais mécaniques ont été une partie importante de ce projet. Nous devons nous assurer que les propriétés du matériau répondent aux besoins de l’application. La ténacité du matériau, par exemple, garantit que l’hélice peut absorber un impact important sans dommage. »
La WAAMpeller devra encore passer par une dernière étape de finition, via un fraisage CNC assuré par Autodesk dans son usine de Birmingham au Royaume-Uni. La fabrication d’une deuxième hélice avec le même procédé est annoncée pour le mois prochain. Celle-ci pourrait être installée sur l’un des remorqueurs du Groupe Damen Shipyards.
*crédits de toutes les photos : Damen
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