L’industria della costruzione navale guarda alla stampa 3D per accelerare il passo

ARLINGTON, Virginia — Il team di costruzione della portaerei presso la Newport News Shipbuilding di HII ha dovuto affrontare una scadenza chiave nel marzo 2022.

La squadra era pronta a spostare nel bacino di carenaggio un blocco della chiglia della futura Enterprise, del peso di centinaia di tonnellate.

I costruttori navali equipaggiano questi pezzi, noti come superlift, nella piattaforma di assemblaggio finale sul molo, installando tubazioni e cablaggi in questi enormi blocchi Lego e poi sollevandoli con una gru in posizione nel bacino di carenaggio.

Ma un singolo componente minaccia di far fallire questa complessa attività, ha recentemente detto ai giornalisti Brian Fields, vicepresidente dell'Enterprise e della nave gemella Doris Miller.

Nel novembre 2021, il team ha appreso che una parte in metallo fuso, un componente critico ma sensibile che Fields ha rifiutato di nominare, non sarebbe stata disponibile fino alla fine di giugno o all’inizio di luglio.

"Avevo bisogno di mettere quell'enorme superascensore nel bacino di carenaggio", ha detto. "Era una parte e dovevo installarla nella piattaforma di assemblaggio finale."

Aspettare e installarlo in un secondo momento "sarebbe stato molto rischioso e avrebbe avuto un grande impatto sui costi", ha aggiunto Fields.

Invece di scegliere tra un ritardo nel programma o una spesa aggiuntiva, il costruttore navale e la Marina hanno lavorato insieme per progettare, qualificare e stampare in 3D la parte in soli quattro mesi, rispettando la scadenza del superlift di marzo.

Sebbene la circostanza fosse insolita, la Marina e i suoi fornitori sperano che un giorno diventi l’impostazione predefinita, invece della procedura di fusione datata.

Gli alti funzionari della Marina hanno ripetutamente sottolineato le sfide nella base industriale sottomarina in particolare, così come nella base industriale delle portaerei e delle navi di superficie. Il numero dei fornitori diminuisce anche se il servizio vorrebbe aumentare il proprio ritmo di produzione.

Nel caso dei sottomarini d’attacco classe Virginia, ad esempio, le preoccupazioni relative alle basi industriali sono l’unica ragione per cui il governo non sta aumentando il tasso di approvvigionamento da due a tre all’anno.

Matt Sermon, direttore esecutivo del Program Executive Office for Strategic Submarines che supervisiona le questioni relative alle basi industriali sottomarine, ha affermato che la Marina non sta perseguendo la produzione additiva come una novità, ma piuttosto "lo stiamo facendo perché è necessario".

È "il percorso" per arrivare in tempo alla costruzione e riparazione dei sottomarini, ha aggiunto.

Sermon ha affermato il 30 gennaio in una conferenza dell'American Society of Naval Engineers che la base industriale fatica maggiormente a tenere il passo con la capacità richiesta di parti e componenti di metalli pesanti. Questi includono getti, forgiati, valvole, raccordi e elementi di fissaggio.

In effetti, ha detto, la Marina ha esaminato 5.500 parti che hanno presentato sfide di pianificazione per nuove disponibilità di costruzione e manutenzione per sottomarini e navi; sei materiali rappresentano il 70% dei ritardi nelle consegne, ha affermato. La produzione additiva potrebbe portare un maggior numero di queste parti ai cantieri di costruzione e riparazione in modo più rapido e affidabile.

Queste parti hanno sempre rappresentato una sfida per la base industriale, poiché la metallurgia fondamentale è complessa e può portare a difetti. Ma oggi ci sono meno aziende che producono questi componenti rispetto ai decenni passati, e questa base più piccola fa fatica a tenere il passo con la crescente domanda.

La Marina ha sviluppato quest’anno un piano per far maturare i metalli, le macchine da stampa e i processi associati a questi sei materiali, in modo tale che entro marzo 2024 possano essere stampati in grandi volumi e caricati sui sottomarini, ha affermato Sermon.

Il vice ammiraglio Bill Galinis, comandante del Naval Sea Systems Command, ha dichiarato a Defense News il 12 gennaio. NAVSEA sta lavorando con i suoi centri di guerra e con il programma di propulsione nucleare navale per migliorare la comprensione e il comfort del servizio marittimo con le tecnologie e i processi di produzione additiva.

"Non abbiamo questo processo completamente maturo al punto in cui siamo in grado di ridimensionare la produzione additiva come penso sia necessario", ha affermato. "Possiamo realizzare parti una tantum e, francamente, anche per un componente del reattore, abbiamo costruito alcune parti abbastanza complesse utilizzando la produzione additiva, ma non siamo arrivati ​​al punto in cui sia scalabile."