Met volle kracht vooruit naar de toekomst: additive manufacturing in de maritieme industrie

Toepassingen in de militaire maritieme industrie

De marine kent een militaire traditie van ruim 2000 jaar en heeft haar belang nooit verloren. Vanaf de eerste geregistreerde zeeslag, de Slag om de Nijldelta tussen het oude Egypte en verschillende maritieme volkeren, via het Vikingtijdperk en de late Middeleeuwen tot aan de moderne tijd, hebben de marine en de suprematie van de marine een existentiële rol gespeeld in de oorlogvoering.

Een van de grootste problemen, zowel in de oudheid als in de moderne tijd, is altijd de reparatie van schepen geweest die tijdens de strijd zijn beschadigd - enerzijds in termen van reparatiecapaciteit, maar natuurlijk ook omdat elk ontbrekend schip in de vloot kan leiden tot het verlies van essentiële marineschepen. suprematie.

Om de snelheid van reparaties te verhogen, vertrouwt de Amerikaanse marine bijvoorbeeld op additieve productie. Sinds 2022 zijn verschillende oorlogsschepen, waaronder de amfibische aanvalsschepen USS Essex (LHD-2), USS Bataan (LHD-5) en USS Wasp (LHD-1), evenals het vliegdekschip USS John C. Stennis (CVN-74) en de onderzeeër USS New Hampshire (SSN-778), uitgerust met eigen 3D-printers, zodat ze niet eens meer naar de haven hoeven voor potentiële reparaties.

Bijvoorbeeld in juni 2023, de USS Bataan van de Amerikaanse marine kon dankzij de 3D-printer aan boord een grote reparatiemissie vanwege een defecte luchtcompressor voorkomen. Volgens admiraal Jason Lloyd zou de aanschaf van dit defecte apparaat normaal gesproken een jaar hebben geduurd en tot 400.000 dollar hebben gekost - maar dankzij de 3D-printers aan boord hoefde er niet eens een haven te worden bezocht om het onderdeel te vervangen.

Het zijn echter niet alleen de schepen die profiteren van 3D-printers aan boord, maar ook de soldaten zelf. Verschillende legers over de hele wereld maken in de frontlinie al gebruik van additieve productie om soldaten snel te voorzien van gepersonaliseerde protheses en soortgelijke indicaties - en dankzij een ingebouwde 3D-printer kunnen de zeestrijdkrachten hier in de toekomst ook van profiteren.

De Amerikaanse marine vertrouwt ook steeds meer op 3D-printen voor de productie van onderdelen voor eindgebruik. De enorme vermindering van het aantal leveranciers met 70% in de afgelopen veertig jaar en de noodzaak om oude schepen te vervangen en tegelijkertijd de marine uit te breiden, hebben de marine al enkele jaren voor grote problemen gesteld.

Deze productieproblemen zijn vooral merkbaar in het geval van onderzeeërs. Sommige onderzeeërs die al zijn besteld, lopen al meer dan een jaar achter op de beoogde voltooiingsdatum en een verbetering van de gespannen situatie wordt op zijn vroegst in 2028 verwacht.

Om deze situatie sneller te verlichten, pleiten velen binnen de Amerikaanse marine voor een uitgebreider gebruik van additive manufacturing. Schout-bij-nacht Jonathan Rucker, momenteel hoofd van het Program Executive Office Attack Submarines, reageerde bijvoorbeeld tijdens een hoorzitting van de Armed Services Subcommittee op de vraag of een uitbreiding van additive manufacturing noodzakelijk was: "Absoluut ja, we hebben additieve productie nodig (...) we kunnen niet voldoen aan de vereisten voor het bouwen van de onderzeeërs die we nodig hebben en voor het ondersteunen van onderhoud als we niet overgaan op additieve productie."

Deze verklaring wordt ondersteund door het voorbeeld van een klep voor een sanitair systeem. De oorspronkelijke fabrikant van deze klep moest faillissement aanvragen en de Amerikaanse marine verwachtte twee jaar te wachten met traditionele productiemethoden. In plaats daarvan werd een van deze kleppen gescand, 3D-geprint, onderworpen aan intensieve tests en uiteindelijk geïnstalleerd - en dat allemaal in slechts zes maanden.

Andere voorbeelden van 3D-geprinte onderdelen voor eindgebruik zijn onder meer een afvoerzeef op het vliegdekschip USS Harry S. Truman, het eerste 3D-geprinte onderdeel ooit op een militair schip, en een luchtstroomafdekking op de onderzeeër USS Kentucky.

Deze voorbeelden zijn slechts enkele van de vele toepassingsgebieden waarin 3D-printen zich afspeelt. gebruikt bij de marine. Bovendien wordt additive manufacturing al op grote schaal gebruikt voor prototyping en onderzoekstoepassingen binnen de marine. Als je een dieper inzicht wilt in de mogelijkheden van 3D-printen in het hele leger, kun je de relevante blogpost hier vinden.

Maar naast het leger zijn er nog andere grote begunstigden die privé zijn bedrijven in de maritieme industrie - en we gaan nu in op hun toepassingen.