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The client needed a propeller that matched an existing one, and needed it fast. There were no drawings. The only record of the blade curvature, the pitch and the join between each blade and the hub was the physical part itself. JOME Engineering's answer was to scan it, print the copy, and finish it by hand.
Il cliente aveva bisogno di un'elica identica a una esistente, e gli serviva in fretta. Non c'erano disegni. L'unica testimonianza della curvatura delle pale, del passo e del raccordo tra ciascuna pala e il mozzo era il pezzo fisico stesso. La risposta di JOME Engineering è stata scansionarlo, stampare la copia e rifinirla a mano.
The method is wire arc additive manufacturing, or WAAM: an electric arc melts a metal wire, which is laid down bead by bead until a shape builds up. JOME printed the replacement in SS316L stainless steel on a Vipra AM system, a robotic WAAM platform for large metal parts made by the Italian firm Caracol. The work took place at JOME's facility in Dubai, close to the vessel the propeller was built for. The result weighs 26 kg and measures 685 mm in diameter.
Il metodo è la manifattura additiva a filo e arco, o WAAM: un arco elettrico fonde un filo metallico, che viene depositato cordone dopo cordone finché la forma non si costruisce. JOME ha stampato la sostituzione in acciaio inossidabile SS316L su un sistema Vipra AM, una piattaforma WAAM robotizzata per grandi pezzi metallici realizzata dall'azienda italiana Caracol. Il lavoro si è svolto nello stabilimento di JOME a Dubai, vicino alla nave per cui l'elica era stata costruita. Il risultato pesa 26 kg e misura 685 mm di diametro.
The build went in stages. The central hub, or boss, was machined first, and a dye penetrant test, which reveals surface cracks, confirmed it was sound before the three blades were deposited on it. Machining took about 100 hours and was the hardest step: blades are twisted freeform surfaces with few reference points to align against. To keep errors in check, the team re-scanned the part after each stage and compared it with the digital master. Deposition took about 20 of the roughly 120 hours in total. Caracol says that split is typical for precision metal parts.
La realizzazione è avvenuta per fasi. Il mozzo centrale, o boss, è stato lavorato per primo, e un test con liquidi penetranti, che rivela le cricche superficiali, ne ha confermato l'integrità prima che le tre pale vi fossero depositate sopra. La lavorazione meccanica ha richiesto circa 100 ore ed è stata la fase più difficile: le pale sono superfici a forma libera attorcigliate, con pochi punti di riferimento per l'allineamento. Per contenere gli errori, il team ha riscansionato il pezzo dopo ogni fase e lo ha confrontato con il modello digitale di riferimento. La deposizione ha richiesto circa 20 delle circa 120 ore complessive. Caracol sostiene che questa ripartizione sia tipica per i pezzi metallici di precisione.
The approach has precedents. In 2017 the Dutch naval maintenance company MKM described the same problem, with parts that had no drawings, and used Artec 3D scanners to build digital models. Damen Shipyards' WAAMpeller project went the other way, starting from a CAD file to print a 400 kg tugboat propeller in nickel aluminum bronze before milling it. JOME's job combines both: scanning a part that has no drawings, then rebuilding it by WAAM and machining. Caracol's figures on lead time and cost describe this one propeller, not a production run, and the sources do not show the part's performance in service.
L'approccio ha dei precedenti. Nel 2017 la società olandese di manutenzione navale MKM ha descritto lo stesso problema, con pezzi privi di disegni, e ha usato scanner 3D Artec per costruire modelli digitali. Il progetto WAAMpeller dei cantieri Damen ha seguito la strada opposta: partendo da un file CAD, ha stampato un'elica per rimorchiatore di 400 kg in bronzo di alluminio e nichel, prima di fresarla. Il lavoro di JOME unisce i due approcci: scansionare un pezzo privo di disegni, poi ricostruirlo con la tecnica WAAM e lavorarlo di macchina. I dati di Caracol su tempi e costi riguardano questa sola elica, non una produzione in serie, e le fonti non mostrano le prestazioni del pezzo in esercizio.
For an operator whose only spare is a metal object on a shelf, the gain is time. A vessel waits for its propeller, and skipping the mould and the foundry queue brings it back to work sooner. JOME now holds the geometry as a file, so a future replacement can go straight to printing without a new scan. Caracol also says WAAM melts only the wire it deposits and needs no steel die, which it argues lowers the carbon footprint of single-unit parts. Those are the maker's claims. Whether the 60 percent and 40 percent figures hold for the next propeller, or for a series of them, is something the sources do not yet show.
Per un armatore che ha come unico ricambio un oggetto metallico su uno scaffale, il guadagno è di tempo. Una nave aspetta la propria elica, e saltare lo stampo e la coda in fonderia significa rimetterla in servizio prima. JOME ora dispone della geometria in forma di file, quindi una futura sostituzione potrà passare direttamente alla stampa senza una nuova scansione. Caracol aggiunge inoltre che il WAAM fonde solo il filo che deposita e non richiede uno stampo in acciaio, il che, secondo l'azienda, riduce l'impronta di carbonio dei pezzi unici. Si tratta di affermazioni del costruttore. Se i valori del 60% e del 40% reggeranno per la prossima elica, o per una serie di eliche, le fonti non lo mostrano ancora.