Embora grande parte da atenção voltada para a impressão 3D no setor marítimo esteja voltada para as vantagens do reparo e substituição ágeis de peças usando tecnologias avançadas como DED, os próprios barcos impressos em 3D representam um nicho muito interessante do segmento, que abordamos extensivamente ao longo dos anos.
Tecnologias de manufatura aditiva (MA) de grande formato e materiais compósitos têm se mostrado muito úteis no desenvolvimento e na fabricação de estruturas de barcos, como cascos e outros recursos. A tecnologia oferece muitos benefícios nesse aspecto, incluindo redução do desperdício de material, maior liberdade de projeto, tempos de execução mais rápidos, já que não há necessidade de ferramentas, e maiores oportunidades de personalização — um benefício particularmente atraente no mercado de barcos de luxo.
Embora neste artigo abordemos alguns casos de uso mais recentes de barcos impressos em 3D, gostaríamos de mencionar alguns dos primeiros projetos inovadores na área, como o primeiro casco de veleiro impresso em 3D da OCore e o barco recordista 3Dirigo, totalmente impresso em 3D por uma equipe da UMaine. Você pode ler mais sobre projetos anteriores de barcos impressos em 3D neste artigo da Voxelmatters de 2020. Agora, sem mais delongas, vamos nos aprofundar em alguns dos projetos mais recentes de barcos impressos em 3D.
O primeiro abra elétrico impresso em 3D
No ano passado, a Autoridade de Estradas e Transportes (RTA) de Dubai testou o primeiro abra elétrico impresso em 3D no Dubai Creek. Para quem não conhece o termo, um abra é um barco tradicional usado para transportar pessoas ao longo da hidrovia de Dubai. Hoje, os abras continuam sendo um meio de transporte funcional, além de uma atividade turística popular na cidade dos Emirados Árabes Unidos. Tradicionalmente, os táxis aquáticos são construídos inteiramente de madeira; no entanto, a versão mais recente dos barcos da RTA, desenvolvida em colaboração com a CEAD, integra uma estrutura monocoque impressa em 3D combinada com elementos de madeira.
O barco impresso em 3D foi projetado para transportar até 20 passageiros e, segundo relatos, reduz o tempo de fabricação do abra em impressionantes 90% e os custos em 30%. Notavelmente, o barco de 11 metros de comprimento é totalmente elétrico, integrando um sistema de propulsão elétrica alimentado por dois motores de 10 quilowatts e baterias de lítio.
“A operação experimental do abra elétrico fabricado com tecnologia de impressão 3D, juntamente com o aprimoramento do projeto de estações abra tradicionais, faz parte do plano diretor da RTA para aprimorar os serviços de transporte marítimo, um meio de mobilidade vital em Dubai, agregando muito valor ao setor de transporte marítimo”, disse Mattar Al Tayer, Diretor Geral e Presidente do Conselho de Administração Executivo da RTA, na época do lançamento experimental em 2024.
Desenvolvendo um barco de trabalho de HDPE
A Damen Compact Crafts, empresa holandesa que faz parte do Damen Shipyards Group, firmou recentemente uma parceria com a CEAD, especialista em impressão 3D de grande formato, para desenvolver um barco de trabalho em polietileno de alta densidade (PEAD), que poderá ser utilizado em operações de patrulha, portos, levantamentos e mergulho. Ainda em desenvolvimento (os parceiros anunciaram o projeto há apenas alguns meses), o barco de trabalho em PEAD utilizará a tecnologia AM e o material HDPro da CEAD, um material de alto desempenho totalmente reciclável desenvolvido para aplicações marítimas.
O projeto do barco, conhecido como HWB, visa determinar o impacto do uso da manufatura aditiva (MA) de grande formato em termos de prazos de entrega, sustentabilidade e flexibilidade de produção. Especificamente, a tecnologia da CEAD será usada para imprimir o casco do barco usando o material reciclável.
“Inovação e padronização fazem parte do nosso DNA na Damen”, disse Nick Pruissen, Diretor Geral da Damen Compact Crafts. “A impressão 3D nos permite responder com mais rapidez e flexibilidade às necessidades reais dos nossos clientes. É um passo empolgante em direção a soluções inteligentes e sustentáveis que funcionam.” O barco de trabalho em HDPE está sendo desenvolvido no Centro de Aplicação Marítima (MAC) da CEAD em Delft.
O casco do barco MAC ONE
O barco mais recente de que estamos falando também foi desenvolvido no Centro de Aplicação Marítima do CEAD, na Holanda. Este projeto de barco, conhecido como MAC ONE, foi concebido, testado e aprovado pelo próprio cofundador do CEAD, Maarten Logtenberg.
O casco do barco MAC ONE foi feito usando o material HDPro da CEAD com reforço de 25% de fibra de vidro e, segundo relatos, levou um total de 82 horas para ser impresso em 3D. O processo de impressão integrou vários sistemas automatizados e utilizou pinos de suporte patenteados para garantir que as saliências pudessem ser impressas sem qualquer intervenção humana.
O casco também integra uma série de recursos de design inovadores, incluindo superfícies duplamente curvas que seriam difíceis, senão impossíveis, de serem realizadas usando métodos de construção naval mais tradicionais, bem como um convés autoesvaziável, zona de tanque de combustível integrada, calhas para cabos e áreas de assentos. Outros componentes, como o console e o poste de inclinação, também foram impressos em 3D (embora separadamente) e, em seguida, soldados ao casco usando enchimento HDPro e soldagem por extrusão termoplástica.
No geral, o caso de uso demonstra como a impressão 3D de grande formato e o fluxo de trabalho de produção marítima específico do CEAD podem ser usados para desenvolver e fabricar embarcações leves e duráveis que podem ser usadas para fins recreativos ou comerciais.
Superestruturas de iates impressas em 3D
No início deste ano, o fabricante de iates de luxo Ferretti Group recorreu à tecnologia da Caracol, especialista italiana em AM de grande formato, para criar superestruturas essenciais para o Pershing GTX116, um iate a motor de luxo super-rápido. Especificamente, a Ferretti utilizou o sistema robótico de AM Heron da Caracol para imprimir em 3D as grades de ventilação e os visores do para-brisa da embarcação de luxo, obtendo uma redução significativa no peso das peças e melhorias na resistência e na aerodinâmica. Além disso, a Ferretti se beneficiou da redução dos tempos de produção e do desperdício de material.
As grades aerodinâmicas foram fabricadas no sistema Heron 300, utilizando um bico de 3 mm e um compósito ASA reforçado com 20% de fibra de vidro. Todo o processo de impressão de cada uma dessas estruturas — que medem 4.200 x 400 x 400 mm e pesam 40 kg — levou 72 horas. Notavelmente, essas superestruturas são normalmente fabricadas com laminação de fibra de vidro em moldes, um processo trabalhoso que exige múltiplas etapas e expertise considerável. Ao recorrer à manufatura aditiva robótica como alternativa, é possível eliminar completamente a necessidade de moldes e otimizar drasticamente o processo de produção.
No final, o Grupo Ferretti conseguiu reduzir os prazos de produção em 50%, minimizar o desperdício de material em 60% e reduzir o peso das peças em 15% — resultando em ganhos em termos de eficiência, sustentabilidade e desempenho. Você pode ler mais sobre as atividades da Caracol no setor de iates no site.
