Während der Übung „Rim of the Pacific 2024“ (RIMPAC) wurde die USS Somerset (LPD 25) mit einem hybriden Metall-3D-Drucker ausgestattet, der von Ingenieuren des Consortium for Advanced Manufacturing Research and Education (CAMRE) entwickelt wurde. Kurz nach der Installation an Bord trat ein unerwarteter Defekt an der Umkehrosmosepumpe auf, die für die Wasseraufbereitung an Bord unerlässlich ist. Diese Situation bot dem Team die Gelegenheit, die Fähigkeiten des 3D-Druckers in einem realen Szenario zu testen, wie die Website „Sea Power“ berichtet.
3D-Druck löst kritischen Defekt
Die Umkehrosmosepumpe, die für die Trinkwasseraufbereitung der Besatzung verantwortlich ist, erlitt einen kritischen Schaden. Dies hätte die Mission erheblich beeinträchtigen können, da sauberes Wasser auf See von entscheidender Bedeutung ist. Lt. Charles Wallace von der Naval Postgraduate School sagte: „Was wir nicht erwartet hatten, war, dass wir so schnell zur Einsatzbereitschaft des Schiffs beitragen würden, insbesondere bei einer so missionskritischen Komponente wie der Umkehrosmosepumpe.“
Fortschritte im additiven Fertigungsbereich
Der Metall-3D-Drucker ermöglichte die schnelle Herstellung eines Ersatzteils für die Pumpe, wodurch längere Wartezeiten auf konventionelle Ersatzteile vermieden wurden. Staff Sgt. Jordan Blake vom Marine Innovation Unit erklärte: „Ohne den Einsatz der additiven Fertigung hätte die Beschaffung eines Ersatzteils Wochen oder Monate gedauert. Mit dieser Technologie haben wir das neue Bauteil gedruckt und bereitgestellt, bevor der Bestellvorgang für ein Ersatzteil überhaupt abgeschlossen wäre.“
Additive Fertigung, auch bekannt als 3D-Druck, hat sich in den letzten Jahren als wichtiges Thema im Verteidigungsministerium etabliert. Im Januar 2021 veröffentlichte das Ministerium seine erste Strategie zur additiven Fertigung, um die Entwicklung und den Einsatz dieser Technologie zur Unterstützung der Modernisierung und Einsatzbereitschaft der Streitkräfte voranzutreiben. Über 180 weitere News und Artikel bietet auch unsere Themenseite „3D-Druck beim Militär„.
Lt. Col. Michael Radigan vom Marine Innovation Unit führte aus: „Für Trident Warrior hat CAMRE die bisher größte verteilte Demonstration fortschrittlicher Fertigung für das Verteidigungsministerium organisiert. Dies wurde erreicht, indem fortschrittliche Fertigungsausrüstung, Experten und kommerzielle Partner vernetzt wurden, um praxisnahe Lösungen für die Einsatzbereitschaft zu entwickeln.“
Vorteile der additiven Fertigung an Bord
Die erfolgreiche Implementierung der additiven Fertigung an Bord von Schiffen bietet zahlreiche Vorteile, darunter Zeit- und Kosteneinsparungen sowie eine gesteigerte Einsatzbereitschaft. Im Fall der Somerset verhinderte der schnelle Ersatz der Umkehrosmosepumpe während des sechsmonatigen Einsatzes eine potenzielle Rückkehr aufgrund von Wassermangel.
Ein besonderer Aspekt der Demonstration auf der Somerset ist der Einsatz eines hybriden Metalldruckers, der sowohl additive als auch subtraktive Fertigungsverfahren kombiniert. Subtraktive Fertigung umfasst Prozesse wie Schneiden, Bohren und Schleifen, während bei der additiven Fertigung Material schichtweise aufgebaut wird. Durch die Kombination beider Verfahren wird der gesamte Arbeitsablauf effizienter gestaltet.
Lt. Charles Wallace erklärte die Vorteile der hybriden Maschine: „Der Vorteil eines solchen Systems besteht darin, dass man es computerisieren und den Code senden kann. Sobald etwas gedruckt ist, kann es repliziert werden.“ Dies bedeutet, dass die gefertigten Teile möglicherweise stärker sind als die Originalteile, da die Schweißnähte der additiven Fertigung oft ebenso stark oder stärker sind als das Ausgangsmaterial.
Das Projekt ist ein gemeinsames Unterfangen des Verteidigungsministeriums und Industriepartnern, das den militärischen Studenten praktische Erfahrung bietet. Die CAMRE finanzierte das Projekt und entsandte vier Studenten der Naval Postgraduate School, um die fortschrittlichen Fertigungsmöglichkeiten in einem operativen Szenario zu untersuchen. Zwei Soldaten betreiben den 3D-Drucker, während drei Marines die Polymerdrucker bedienen, die die Fähigkeiten des Metalldruckers ergänzen.