Em Dubai, hélice de navio de 26 kg impressa em 3D a partir de digitalização

O cliente precisava de uma hélice igual a uma existente, e precisava dela depressa. Não havia desenhos. O único registo da curvatura das pás, do passo e da junção de cada pá ao cubo era a própria peça física. A resposta da JOME Engineering foi digitalizá-la, imprimir a cópia e acabá-la à mão.

O método é o fabrico aditivo por arco de fio, ou WAAM: um arco elétrico funde um fio metálico, que é depositado cordão a cordão até a forma se construir. A JOME imprimiu a substituição em aço inoxidável SS316L, num sistema Vipra AM, uma plataforma robotizada de WAAM para peças metálicas de grandes dimensões, fabricada pela empresa italiana Caracol. O trabalho decorreu nas instalações da JOME em Dubai, perto do navio para o qual a hélice foi construída. O resultado pesa 26 kg e mede 685 mm de diâmetro.

A construção fez-se por etapas. O cubo central, ou boss, foi maquinado em primeiro lugar, e um ensaio por líquidos penetrantes, que revela fissuras superficiais, confirmou que estava são antes de as três pás serem depositadas sobre ele. A maquinagem demorou cerca de 100 horas e foi a fase mais difícil: as pás são superfícies livres torcidas, com poucos pontos de referência para alinhamento. Para controlar os erros, a equipa voltou a digitalizar a peça após cada etapa e comparou-a com o modelo digital de referência. A deposição ocupou cerca de 20 das cerca de 120 horas totais. A Caracol diz que esta repartição é típica em peças metálicas de precisão.

A abordagem tem precedentes. Em 2017, a empresa neerlandesa de manutenção naval MKM descreveu o mesmo problema, com peças sem desenhos, e recorreu a scanners Artec 3D para criar modelos digitais. O projeto WAAMpeller, da Damen Shipyards, seguiu o caminho inverso: partiu de um ficheiro CAD para imprimir uma hélice de rebocador de 400 kg em bronze de níquel e alumínio, antes de a fresar. O trabalho da JOME combina ambos: digitalizar uma peça sem desenhos e, depois, reconstruí-la por WAAM e maquinagem. Os números da Caracol sobre prazo e custo referem-se a esta hélice única, não a uma série de produção, e as fontes não mostram o desempenho da peça em serviço.

Para um operador cuja única sobressalente é um objeto metálico numa prateleira, o ganho é de tempo. Um navio espera pela hélice, e dispensar o molde e a fila de espera na fundição devolve-o mais cedo ao trabalho. A JOME passa a ter a geometria num ficheiro, pelo que uma substituição futura pode ir diretamente para a impressão, sem nova digitalização. A Caracol afirma ainda que o WAAM funde apenas o fio que deposita e não necessita de matriz de aço, o que, segundo a empresa, reduz a pegada de carbono de peças de unidade única. São afirmações do fabricante. Se os valores de 60 % e 40 % se confirmam para a próxima hélice, ou para uma série delas, é algo que as fontes ainda não demonstram.