L'impression 3D dans la construction navale: Ce qu'apporte le travail en équipe automatisé

Une couche après l'autre. Tout comme le processus de création d'une pièce par fabrication additive, la mise en œuvre de l'impression 3D dans la construction navale progresse également. Il s'agissait d'abord d'échantillons dans le cadre du processus de développement (prototypage rapide) ou de pièces d'équipement telles que des systèmes de fixation ou de fixation de câbles. BlocsLes procédés additifs permettent désormais de produire des structures de coque monolithiques. En 2019 déjà, un projet universitaire sur la côte est des États-Unis a réussi à fabriquer un bateau à moteur de 7,80 mètres de long à l'aide d'une imprimante 3D polymère et de matières premières en partie biosourcées comme des filaments de cellulose. Prête à rouler, la console centrale rainurée, qui devait encore être fraisée à partir du châssis imprimé avec, pesait toutefois 2 260 kilos.

Robot industriel + extrudeuse = impression 3D XXL

En 2021, Caracol s'est vanté d'avoir réalisé le premier voilier au monde à partir d'une imprimante 3D. Le fabricant italien d'imprimantes 3D surdimensionnées a construit une coque de dériveur de 2,80 mètres de long sans moule et en une seule pièce. Un robot industriel Kuka à six axes, équipé d'une extrudeuse et d'un bras articulé, a joué un rôle essentiel en suivant des trajectoires préprogrammées pendant quarante heures. L'application de la couche proprement dite était assurée par une buse chauffée d'où sortaient des granulés thermoplastiques fondus (polypropylène recyclé avec 30 % de fibres de verre). Le "Beluga", le dériveur issu de l'imprimante 3D, a été dépouillé de sa surface rainurée caractéristique après coup, mais il ne devrait pas être plus léger qu'une construction composite. Caracol n'a pas indiqué de poids. Mais à titre de comparaison, la coque d'un des catalyseurs de moteur de six mètres de longLe premier exemplaire de l'œuvre d'art, réalisé avec une machine italienne de conception similaire au début de l'année 2025, pesait 1 200 kg après l'impression.

Au fur et à mesure que la technologie progresse, l'attention se porte également sur les appareils fermés, tels qu'on les connaît dans les solutions non commerciales. Mais beaucoup plus grands. Avec la Power Wasp 45 HDP, le fabricant italien Wasp a adapté une imprimante 3D aux besoins du secteur nautique. Dimensions extérieures : 4,7 x 2,5 x 2,6 mètres. La particularité de l'appareil : L'unité extrudeuse-buse crée des impressions à 45 degrés, ce qui permet de réaliser des géométries complexes et, par conséquent, de ne plus avoir besoin de supports à grande échelle. De plus, l'inclinaison des couches devrait minimiser les déformations, la consommation de matière et les surépaisseurs.

Fabrication de moules avec un système d'impression 3D

L'équipe Polimi Sailing a été l'une des premières à utiliser la Power Wasp 45 HDP. Elle a extrait de la machine d'impression 3D d'une tonne le moule négatif de la coque d'un bateau de plaisance. Le procédé a permis de matérialiser quatre pièces précises de taille similaire, dont certaines avec des parois creuses. La fabrication additive a permis à l'équipe de voile de l'école polytechnique de Milan d'économiser la fabrication d'un modèle original. En outre, les étudiants ont réduit les coûts, les temps de production et la consommation de matériaux. En ce qui concerne la finition, l'utilisation de mastic a été jugée plus durable que les techniques de fraisage.

Le team Polimi Sailing a remporté le Foiling SuMoth Challenge 2024 grâce à son moteur "Febe", composé de fibres de basalte, de résine thermoplastique Elium et d'un noyau en PET recyclé. Il s'agissait de la sixième édition de ce concours visant à produire un maximum de moteurs durables pour le foil. Le vainqueur général est déterminé par trois évaluations : Développement, Construction et Preuve pratique. Sur le lac de Garde, les prototypes volants doivent faire leurs preuves lors de runs de vitesse et de courses.

Centre de compétence maritime pour l'impression 3D

Même la fabrication de moules à grande échelle peut être prise en charge par des systèmes de fabrication additive robotisés. Après tout, il s'agit d'obtenir une grande précision et - si l'on ne peut pas compter sur de grandes quantités - des coûts aussi bas que possible et une grande flexibilité. En Hongrie, un modèle original a été créé pour la coque d'un bateau à moteur de 55 pieds de Como Yachts. Une extrudeuse néerlandaise de CEAD a été utilisée pour imprimer 44 sections à partir de 5 000 kilos de PETG recyclé. Celles-ci ont été laminées les unes aux autres et lissées à l'aide d'une machine CNC. Les avantages : Seules trois personnes ont travaillé sur le modèle original pendant douze semaines, ce qui leur a facilité la tâche lors de la production du moule en PRV proprement dit, en raison de son poids inférieur à celui des blocs MDF.

Le CEAD indique qu'il est possible de réaliser des modèles primaires composés de sections plus grandes, ce qui nécessite moins de collage. Actuellement, le pont d'un bateau de 35 pieds est fabriqué à partir de 50 % de formes imprimées en 3D. L'entreprise néerlandaise a été créée en 2014 en tant que spin-off de l'université technique de Delft, où les fondateurs ont mis au point une imprimante 3D pour les consommateurs finaux pendant leurs études en 2010. C'est là que CEAD a récemment ouvert un centre de compétences pour la fabrication additive à grande échelle - en mettant l'accent sur le secteur maritime. Le Maritime Application Center (MAC) peut imprimer des coques monolithiques d'une taille maximale de 12 x 4 x 2 mètres. En outre, une installation de recyclage avec un grand broyeur sera construite pour soutenir la recherche sur le recyclage des pièces imprimées et des bateaux entiers.