Des pièces de moteur imprimées en 3D peuvent rendre les cargos plus écologiques

cargo

Crédit : CC0 Domaine Public

De nouveaux carburants verts et un objectif d’augmentation des performances peuvent rendre attrayante l’impression 3D de pièces de moteurs de grands cargos.

Les gros moteurs marins des cargos du monde sont un domaine d’intervention important dans les efforts de l’industrie maritime pour devenir plus durable. Cela s’applique également aux différentes pièces du moteur, qui doivent être optimisées en permanence afin de répondre aux exigences futures d’une consommation de carburant plus faible et plus verte.

Un élément essentiel dans ce contexte est la buse d’injection, qui injecte du carburant dans le moteur, où il est mélangé à de l’oxygène pour assurer une combustion optimale.

Dans un projet de collaboration entre DTU et MAN Energy Solutions, un jeune chercheur a mené une enquête approfondie pour déterminer s’il pourrait être avantageux de fabriquer une buse d’injection imprimée en 3D.

« Chez MAN Energy Solutions, nous savons depuis longtemps que le métal imprimé en 3D peut nous offrir des opportunités de concevoir des pièces importantes de nos moteurs de navires qui n’étaient pas possibles auparavant. Cela a fait d’une collaboration avec DTU sur l’exploration du potentiel un choix évident « , déclare Peter Hagen, ingénieur en mécanique chez MAN Energy Solutions.

Large analyse des possibilités de l’impression 3D

Le postdoctorant Thomas Dahmen du DTU Mechanical Engineering a mené l’étude, où il a commencé par effectuer une analyse de la fonction de déploiement de la qualité pour l’impression 3D. 3D-QFD est un modèle d’analyse utilisé pour fournir un aperçu de la valeur que l’impression 3D peut ajouter à un produit dans son ensemble.

« En appliquant le modèle et en le combinant avec des connaissances techniques sur les méthodes d’impression 3D et l’injection de carburant, j’ai créé un kit modulaire sur la façon dont les buses imprimées en 3D peuvent être conçues pour augmenter les performances du moteur et la durée de vie du produit », explique Thomas Dahmen.

L’amélioration de la buse d’injection était basée sur le fait qu’un meilleur débit de carburant pouvait être obtenu avec une conception légèrement différente et plus incurvée. De cette façon, la nouvelle conception de la buse contribue à une meilleure combustion du moteur. Les premiers essais suggèrent également que la buse pourrait potentiellement aider à réduire le NOX émissions du moteur, mais d’autres études seront nécessaires pour démontrer un tel effet.

Comparer deux techniques d’impression 3D différentes

La nouvelle buse d’injection imprimée en 3D a donné des résultats si prometteurs dans le laboratoire DTU qu’elle a ensuite été testée sur le moteur d’essai à grande échelle de MAN Energy Solutions au centre de recherche de Copenhague.

« Le test s’est bien passé et nous sommes impatients de faire un test à long terme ensuite », déclare Peter Hagen et poursuit :

« L’enquête approfondie de Thomas nous a donné une base fantastique pour aller de l’avant avec l’impression 3D de composants métalliques pour moteurs marins. Je suis sûr que nous les verrons bientôt dans de vrais moteurs. »

Peter Hagen souligne que la collaboration avec DTU sur l’optimisation continue des moteurs marins se poursuivra à l’avenir.

Dans son analyse complète, en plus d’examiner la conception des buses, Thomas Dahmen a également comparé les avantages et les inconvénients de deux techniques d’impression 3D différentes, la fusion laser sur lit de poudre et le jet de liant, en combinaison avec l’utilisation de différents types de matériaux pour les buses.

« Cette partie des analyses a mis en évidence la pertinence du jet de liant pour les caractéristiques complexes des buses liées à l’écoulement et les matériaux spéciaux à haute température qui seraient impossibles à réaliser avec d’autres procédés de fabrication », explique Thomas Dahmen.


L’impression 3D se rapproche des dimensions atomiques


Fourni par l’Université technique du Danemark

Citation: Les pièces de moteur imprimées en 3D peuvent rendre les cargos plus respectueux de l’environnement (2022, 12 janvier) récupéré le 12 janvier 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-01-3d-printed-cargo-ships-eco-friendly .html

Ce document est soumis au droit d’auteur. En dehors de toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans l’autorisation écrite. Le contenu est fourni seulement pour information.