Não é de hoje que ouvimos notícias da indústria naval começando a utilizar tecnologias de manufatura aditiva, algo que inclusive já foi noticiado em nosso site. Contudo, a cada dia surgem novas aplicações e possibilidades para essa tecnologia dentro do setor. A mais nova veio com o projeto Levrek que tinha como objetivo melhorar o desempenho fluidodinâmico das embarcações. Para conhecer mais sobre o projeto leia a matéria abaixo.
O que é Levrek?
Os investigadores do DMEC desenvolveram soluções inovadoras para a produção de componentes de liga de alumínio com superfícies biomiméticas inspiradas nas escamas do robalo. O projeto Levrek (robalo em turco) visa recriar as escamas de robalo no bulbo do leme do veleiro Polimi Sailing Team.
O projeto Levrek visa melhorar as características estruturais do componente, reduzindo seu peso por meio de técnicas de manufatura aditiva e, ao mesmo tempo, melhorando suas características fluidodinâmicas trabalhando na textura de sua superfície. Os pesquisadores modelaram as características naturais dos peixes em um ambiente digital, realizaram análises paramétricas usando uma abordagem de Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) para avaliar seu desempenho e escolher as proporções mais eficientes das escamas dos peixes.
Após sofrer otimização topológica, as escamas metálicas foram produzidas por fusão em leito de pó a laser (L-PBF) e aplicadas a um bulbo de leme. Esta pesquisa enquadra-se perfeitamente nos objetivos dos Departamentos de Excelência no projeto LIS4.0, onde o foco está em estruturas leves e inteligentes.
A pesquisa exigiu uma equipe multidisciplinar composta por especialistas em vela, CFD e AM. Alessandro Scarpellini, líder da Equipe de Vela Polimi trabalhou em conjunto com o Dr. Paolo Schito e o Prof. Ali Gökhan Demir. Para o design inovador, foi realizado um primeiro estudo sobre a hidrodinâmica das escamas do robalo, identificando o tamanho ideal da escama para reduzir a resistência fluidodinâmica do bulbo do leme.
Primeiro, os pesquisadores modelaram as escamas de peixe em um ambiente CAD: isso possibilitou identificar diferentes tamanhos de escala a serem testados no ambiente CFD usando a estrutura de código aberto OpenFOAM na infraestrutura CFDHub High-Performance Computer (HPC).
Além de identificar as dimensões ideais, os pesquisadores determinaram a influência da rugosidade da superfície e da velocidade do barco. Posteriormente, focaram na construção do componente: o processo AM escolhido foi o SLM e o material utilizado foi a liga AlSi7Mg0.6. O bulbo do leme foi então topologicamente otimizado para reduzir o peso do componente. A escama de peixe escolhida foi integrada na superfície do bulbo. O componente foi fabricado em uma impressora Trumpf TruPrint 3000 da AddMe.Lab. O resultado é um bulbo de leme inédito – um componente de metal topologicamente otimizado que incorpora superfícies de inspiração biológica.
Conclusão
Os resultados desta pesquisa podem abrir caminho para novas aplicações navais para melhorar o desempenho das embarcações no mar e ao mesmo tempo aliviar seus componentes. Após cuidadosa revisão, eles foram publicados em uma revista científica. Graças à sua inovação, o trabalho realizado também foi apreciado pelo mundo da indústria que decidiu premiar Alessandro Scarpellini: o jovem líder da equipe ganhou o Prêmio de Tese UCIMU dos Fabricantes Italianos de Máquinas-Ferramentas, Robôs, Sistemas de Automação e Produtos Auxiliares.
O projeto ainda está em fase inicial e a tecnologia não foi aplicada em outras embarcações até o momento, contudo, após o sucesso obtido por Alessandro e seus parceiros espera-se que em breve a indústria naval esteja utilizando essa tecnologia para melhorar o desempenho de suas embarcações, enquanto isso você pode se informar mais sobre o projeto a sua tecnologia lendo a matéria completa no site.
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