SHINING3D umożliwia dalekomorskie rejsy żaglówek elektrycznych dzięki wysokodokładnemu skanowaniu 3D

Nad brzegiem rzeki Qiantang w Hangzhou powoli powstaje niekonwencjonalny katamaran elektryczny.

Dla doświadczonego żeglarza i inżyniera Hu Wei ograniczenia tradycyjnych łodzi żaglowych napędzanych silnikiem diesla od dawna są oczywiste: skomplikowana obsługa, wymagająca konserwacja, nadmierny hałas oraz zanieczyszczenie spowodowane paliwem. Korzystając z potężnego potencjału produkcyjnego Chin oraz szybko rozwijającego się łańcucha dostaw energii nowej generacji, Hu wraz ze swoim zespołem postanowił zbudować łódź żaglową zaprojektowaną z myślą o przyszłości — taką, która zasadniczo na nowo definiuje napęd morski, a nawet całkowicie rezygnuje z wielowiekowego systemu sterowego.

Jednak urzeczywistnienie tej wizji wiązało się z poważnymi wyzwaniami inżynieryjnymi.

Kadłub statku, wykonany ze stopu aluminium, choć lekki i bardzo wytrzymały, wymaga podczas budowy intensywnego spawania. Odkształcenia termiczne spowodowane spawaniem mogą znacząco wpłynąć na dokładność wymiarową i właściwości hydrodynamiczne. Aby zoptymalizować projekt kadłuba, poprawić precyzję produkcji i ostatecznie przygotować statek do wprowadzenia na rynek, zespół potrzebował bardziej zaawansowanego rozwiązania do kontroli cyfrowej.

Obecnie technologia wysokoprecyzyjnego skanowania 3D firmy SHINING 3D pomaga przekształcić ambitną koncepcję w gotowy do żeglugi statek.

Katamaran elektryczny nowej generacji zaprojektowany, by podważyć konwencję

W ciągu ostatnich kilku dekad Hu Wei zbudował karierę obejmującą inżynierię kabli podmorskich oraz zarządzanie projektami międzynarodowymi. Założył własny klub żeglarski i zdobył dogłębną wiedzę zarówno na temat zalet, jak i wad konwencjonalnych łodzi żaglowych.

W końcu zaczęło krystalizować się jedno pytanie: dlaczego by nie zbudować łodzi żaglowej naprawdę zaprojektowanej z myślą o przyszłości?

Dzięki inwestycji rzędu dziesiątek milionów RMB zespół Hu Wei rozpoczął prace nad „HighWei 66” – katamaranem wykorzystującym nowe źródła energii, opartym na technologiach napędu elektrycznego.

Jednostka ta łączy w sobie żagle, elektryczny układ napędowy o zmiennym skoku śmigła, systemy wytwarzania energii słonecznej oraz technologie odzyskiwania energii regeneracyjnej. Nie korzystając z oleju napędowego, jest w stanie przepłynąć tysiące mil morskich, a teoretycznie nawet wyruszyć na wyprawy polarne.

Co najbardziej niezwykłe, w modelu HighWei 66 zrezygnowano zarówno z tradycyjnego steru, jak i głównego silnika dieslowskiego. Zamiast tego sterowanie kierunkiem odbywa się za pomocą dwóch silników elektrycznych, śrub o zmiennym skoku oraz inteligentnych algorytmów sterowania.

Dzięki tej śmiałej filozofii inżynieryjnej Hu Wei i jego zespół mają nadzieję na nowo zdefiniować przyszłość żaglowców napędzanych nowymi źródłami energii.

Rozwiązanie problemu odkształceń kadłuba aluminiowego dzięki precyzyjnemu skanowaniu 3D

Aby sprostać wymaganiom dalekich rejsów oceanicznych, w modelu HighWei 66 zastosowano lekką, a jednocześnie wytrzymałą konstrukcję kadłuba ze stopu aluminium. Stopy aluminium są jednak szczególnie podatne na odkształcenia termiczne podczas spawania i produkcji, co sprawia, że kontrola wymiarów dużych konstrukcji morskich stanowi ogromne wyzwanie.

Tradycyjne metody kontroli w przemyśle stoczniowym opierają się w dużej mierze na narzędziach ręcznych, takich jak taśmy miernicze i suwmiarki. Chociaż metody te nadają się do pomiarów lokalnych, nie pozwalają one na uchwycenie pełnej geometrii 3D w skali rzeczywistej, ani na dokładne określenie ogólnego odkształcenia kadłuba.

Aby sprostać temu wyzwaniu, zespół wprowadził skaner z serii FreeScan Trak firmy SHINING 3D.

Zaprojektowany specjalnie do pomiarów przemysłowych na dużą skalę skaner oferuje bezprzewodową obsługę, dynamiczne śledzenie na dużych obszarach, wysoką dokładność oraz wysoką wydajność skanowania — co czyni go idealnym rozwiązaniem dla zastosowań w przemyśle stoczniowym.

System rejestruje pełną geometrię kadłuba bez użycia markerów. Pozwala to inżynierom na dokładny pomiar kluczowych wymiarów, takich jak długość, szerokość i obwód przekrojów poprzecznych katamaranu na linii wodnej.

Bezprzewodowa konstrukcja urządzenia pozwala operatorom na swobodne poruszanie się po stoczniach i terenach zewnętrznych bez ograniczeń związanych z okablowaniem, co znacznie poprawia wydajność pracy na miejscu.

Po zebraniu dane skanowania są importowane do profesjonalnego oprogramowania inspekcyjnego i porównywane bezpośrednio z oryginalnym modelem projektowym CAD. Mapy odchyleń kolorystycznych w przejrzysty sposób wizualizują różnice wymiarowe między wyprodukowanym kadłubem a geometrią teoretyczną.

Korzystając z tych informacji, inżynierowie mogą optymalizować projekty konstrukcyjne i przeprowadzać symulacje CFD, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób odkształcenia kadłuba wpływają na opór hydrodynamiczny. Ten oparty na danych proces pracy pomaga kontrolować odchylenia produkcyjne u źródła i znacznie skraca cykl rozwoju od prototypu do statku gotowego do produkcji.