Techniek&innovatie

Nieuwe techniek kan operationele inzetbaarheid Marine vergroten


3d printen op volle zee

Branche: Marine, Toeleveranciers | Auteur: Erik van Huizen | Publicatiedatum:

Het 3d printen van objecten beleeft een snelle opmars. Niet alleen aan de wal, maar ook op zee wordt inmiddels volop geprint. De Directie Materiële Instandhouding (DMI) van de Koninklijke Marine is hier bijvoorbeeld mee bezig. De eerste testen op volle zee op het amfibisch transportschip Zr. Ms. Rotterdam verliepen succesvol en inmiddels staat ook op het kleinere Zr. Ms. Friesland een 3d printer.

De DMI telt ongeveer 2000 werknemers en heeft als klanten onder meer de Koninklijke Marine, luchtmacht, de landmacht, marechaussee en de ondersteunende diensten van Defensie. Voor de Koninklijke Marine heeft DMI als taak de instandhouding van de marineschepen. Ben Jansen is CNC-coördinator, innovatie-coach bij het DMI en is tevens contactpersoon voor de schepen waarop wordt geëxperimenteerd met 3d printers. Om het 3d printen verder te professionaliseren werd een expertisecentrum Additive Manufacturing opgericht.

Tijdens missie

In een van de eerste pilots van de Koninklijke Marine met 3d printen werd onderzocht of ook op volle zee kan worden geprint. Vanwege de schokken en de trillingen is dat een uitdaging. Om de gevolgen daarvan te onderzoeken kreeg het amfibisch transportschip Zr. Ms Rotterdam tijdens haar drie maanden durende anti-piraterijmissie voor de kust van Somalië een 3d printer mee. De bemanning kreeg de opdracht een aantal objecten op volle zee te printen. De FDM-printer (Fused deposition modeling) bleek uiteindelijk de beste keuze voor het printen op volle zee. Bij dit type printers wordt het materiaal gesmolten en wordt het object laagje voor laagje geprint.

‘Op een schip waar het lastig is om aan reserveonderdelen te komen, is een 3d printer van toegevoegde waarde’

De 3d printer werd niet alleen gebruikt voor het doen van testen, de printer bleek een uitkomst toen tijdens de missie in de kombuis een onderdeel van een groentesnijmachine kapot ging. “Een reserveonderdeel daarvoor hadden ze niet aan boord”, vertelt Jansen. “Maar je wilt dan natuurlijk niet voor 400 man met de hand groente gaan snijden. Zij hebben het onderdeel toen maar geprint. En dat ging goed. Binnen korte tijd kon de snijmachine weer worden gebruikt.”

Beugel printen

De testen op de 116 meter lange Rotterdam hebben inmiddels een vervolg gekregen op de kleinere 108 meter lange Zr. Ms. Friesland. Omdat het kleiner is, heeft dit patrouilleschip (Ocean-going Patrol Vessel) tijdens het varen meer last van deining. De Friesland vertrok in juni voor vijf maanden naar de West. Aan boord staat een Ultimaker 3 printer waarop de bemanning met verschillende materialen, behalve het standaard PLA onder meer ook nylon en polycarbonaat, objecten kan printen.

Ben Jansen van de Directie Materiële Instandhouding van de Koninklijke Marine legt op de beurs RapidPro uit wat de Marine allemaal kan met 3D printen. Foto: Erik van Huizen

Was het op de Rotterdam nog vooral het testen, op de Friesland merkt Jansen al een andere mindset. “Dit schip heeft een jongere bemanning die op school al kennis heeft gemaakt met 3d printen. En dat merk je. Ze hebben bijvoorbeeld al een beugel geprint van een installatie. We hebben wel altijd veel spare parts bij ons, maar dit onderdeel hadden we niet aan boord.”

De bemanning van de Friesland krijgt vanuit het expertisecentrum Additive Manufacturing ondersteuning. Jansen is aan de wal daarvoor de ‘point of contact’. Hij geeft aanwijzingen over de juiste instellingen van de printer, lost problemen op en geeft advies.

Inzetbaarheid

Behalve met het experimenteren met 3d printen op zee, is de Koninklijke Marine ook bezig met andere cases. Zo werd een filter voor het multipurposefregat Zr. Ms. Van Amstel geprint. Dit fregat kwam in 1993 in dienst en is daarmee een van de oudste schepen van de Marine. Nadeel daarvan is dat de leveranciers van de onderdelen op het schip vaak niet meer bestaan en tekeningen ontbreken. “Deze filters zitten in het zoute water en zijn na een jaar helemaal weg gecorrodeerd. Het oude filter was helemaal vergaan en daarom wilden we zien hoe een kunststof filter zich in het zoute water houdt. Het filter zit er nu vijf maanden in en ziet er nog prima uit. Voordeel van het printen is geld en tijdsbesparing.”

De 3d printer bleek ook een uitkomst toen tijdens een missie in de kombuis een onderdeel van een groentesnijmachine kapot ging. Foto: Koninklijke Marine

Het 3d printen bleek ook een uitkomst toen van een zogenoemde FRISC (fast raiding interception and special forces craft) een koelwaterslang van een Volvo Penta motor kapot ging. Dit type slang was niet op voorraad, er zat drie weken levertijd op. Omdat een FRISC snel moet kunnen worden ingezet, kon daar niet op worden gewacht en werd een verloopmof voor de slang getekend en vervolgens 3d geprint. Binnen een halve dag was de FRISC weer operationeel. Het toont volgens Jansen aan dat 3d printen de operationele inzetbaarheid van de Marine kan vergroten.

3d scannen

Mocht ook de proef op de Friesland slagen, dan wordt het 3d printen uitgebreid naar andere marineschepen. Waarschijnlijk komen dan grotere printers op de schepen zodat ook grotere onderdelen kunnen worden geprint. Verder wordt gekeken welke manier van metaal printen het meest aantrekkelijk is. Een metaalprinter zou dan in het onderhoudsbedrijf van de Marine kunnen worden geplaatst. Voorlopig zijn er volgens Jansen nog geen plannen om ook op de schepen metaalprinters te gaan plaatsen. Wat daarin meespeelt is dat kritische onderdelen vaak gecertificeerd moeten zijn.

Verder wordt gekeken of aan boord van de schepen ook in 3d kan worden gescand met handscanners. Dat gebeurt nu nog aan de wal, vooral voor onderdelen die niet meer te krijgen zijn. Deze onderdelen worden dan met de scanner gedigitaliseerd en vervolgens geprint of op een CNC gestuurde draai- of freesbank gemaakt.

Maar ook kapotte onderdelen kunnen met 3d scannen snel worden gerepareerd. Dat bleek ideaal toen een van de stoelen van een FRISC afbrak. “Op een snelle interventieboot als een FRISC komen grote krachten vrij. Je zit met tien man aan boord en vaart met een snelheid van 80 kilometer per uur over het water. Dan gaat er wel eens wat kapot. We hebben de kapotte stoel gescand zodat er een houten mal CNC gefreesd kon worden en met behulp van die mal de stoel werd hersteld. Zo was deze FRISC weer snel in te zetten.”

Deel deze pagina
Stimulans voor lokaal produceren

De printer aan boord van Zr. Ms. Friesland is er een van Ultimaker, fabrikant van 3d printers. Met zijn 3d printers wil het bedrijf professionals stimuleren om meer lokaal te produceren. “De Marine is een goed voorbeeld”, vertelt woordvoerder Moniek Jansink. “Op een schip waar het lastig is om aan reserveonderdelen te komen, is Ultimaker van toegevoegde waarde.”

Ultimaker zag al snel na het introduceren van de eerste desktop 3d printer in 2011 dat de printers van grote toegevoegde waarde zijn voor de professionele markt. Nu worden de 3d printers van Ultimaker in tal van sectoren gebruikt voor het maken van prototypes, hulpstukken, eind- en reserveonderdelen.

Ultimaker ziet dat 3d printen de maakindustrie aan het veranderen is. “Dat komt mede door sterke gebruikersverhalen van bedrijven als Volkswagen, Ford, Decathlon en Jabil”, vertelt Jansink. “Door de lage instapkosten, het gebruiksgemak en de snelle (tijds)winst die te behalen valt, wordt de inzet van 3d printing voor steeds meer professionals als normaal gezien. Wij blijven ons inzetten om die toegankelijkheid te blijven verbeteren. Dit doen wij door continu onze hardware te verbeteren, maar ook de software waarmee CAD-bestanden printklaar gemaakt kunnen worden. Daarnaast werken we met een open materiaal systeem. Dit betekent dat het maken van prints met professionele materialen van derde partijen, zoals BASF en DSM ondersteunen.”

De Ultimaker 3 aan boord van het patrouilleschip Zr. Ms. Friesland. Foto: Koninklijke Marine

Probeer TW

Geïnteresseerd in techniek? Kies dan voor Technisch Weekblad (TW)

TW biedt technici het laatste nieuws, achtergronden en opinie op het gebied van techniek en innovatie. TW lees je in print en altijd en overal online op je pc, tablet of smartphone. Voor studenten en starters onder de 35 jaar met een technische opleiding, is TW helemaal gratis! 

Naar de website van TW voor het laatste nieuws

Meer informatie over een abonnement

Betabanen

Maritiem Nederland

Welkom op de site van Maritiem Nederland, hét opinie- en vakblad voor de gehele maritieme sector in Nederland.

Editie MN 09-2018

Partners Maritiem Nederland