Innovación

El 3D soluciona en horas una avería de semanas en el astillero de Puerto Real

  • Navantia Puerto Real evita la parálisis de un pórtico estropeado durante meses gracias a la impresión de una pieza en el centro de Fabricación Aditiva

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Navantia Puerto Real ha logrado evitar un retraso de semanas en su actividad gracias a su departamento de I+D+i, que resolvió en nueve horas una grave avería a través de la impresión en 3D de una pieza de repuesto. 

El origen del problema fue la inutilización del motor eléctrico de traslación del pórtico número tres (de cinco toneladas) de la zona de pre-armado, debido a un fuerte golpe con una carretilla elevadora, que provocó la rotura de la carcasa de este motor.

La pieza original de este motor estaba fabricada mediante fundición de aluminio y era inviable su reparación con los medios convencionales. La única solución era solicitar la compra de un nuevo motor, lo que conllevaba un tiempo de acopio de unas ocho semanas y otra semana adicional para su instalación y puesta en marcha, con la consiguiente parada de producción del pórtico.

Motor roto tras ser golpeado por una carretilla. Motor roto tras ser golpeado por una carretilla.

Motor roto tras ser golpeado por una carretilla. / D. C.

El Departamento de Mantenimiento y Servicios de Puerto Real, cuyo responsable es Jose Pablo Jurado, alertó del problema al equipo de I+D+i que consideró factible fabricar una nueva carcasa en el Centro de Fabricación Aditiva situado en el Astillero Bahía de Cádiz.

Es el primer motor del mundo rehecho mediante fabricación aditiva

Para la impresión de esta pieza se utilizó una de las máquinas de impresión más grandes del mundo, ubicada en el astillero de Puerto Real, llevándose a cabo una optimización del diseño. El material utilizado fue plástico de tipo ABS reforzado con fibra de carbono, debido a su gran resistencia.

El Departamento de Mantenimiento y Servicios colaboró estrechamente llevando a cabo el acabado de la pieza y su montaje. Todas las pruebas de calidad y funcionamiento llevadas a cabo fueron satisfactorias, quedando el motor operativo para su uso normal. En este sentido, hay que resaltar que se evaluaron todos los riesgos ya que el motor que se cambiaba era el de traslación del pórtico y no el de elevación, con lo que en caso de avería no supondría ningún riesgo para los trabajadores.

Ventajas de los materiales

Con la elaboración de la carcasa en un proceso que duró tan sólo nueve horas, se evitó que el pórtico hubiese permanecido fuera de servicio durante nueve semanas. Adicionalmente, el peso de la pieza se redujo y el coste de la intervención fue de un 50% menos. Otra gran ventaja es que al ser una pieza de material compuesto posee una baja o nula conductividad eléctrica, resultando un aislante perfecto, y no sufre corrosión.

Fabricación del recambio del motor mediante impresión 3D. Fabricación del recambio del motor mediante impresión 3D.

Fabricación del recambio del motor mediante impresión 3D. / D. C.

Desde que hace un año produjera una rejilla de ventilación para uno de los petroleros que se han fabricado en Puerto Real, ya son más de 20 las piezas modeladas mediante impresión 3D que Navantia ha instalado a bordo de buques y subestaciones construidos en la Bahía de Cádiz. Desde el Centro de Fabricación Aditiva del Astillero Bahía de Cádiz se han realizado piezas, además, para las distintas Unidades de Negocio de Navantia, desde Sistemas en San Fernando a Ferrol o Cartagena. 

Ahorro de costes y tiempo

El responsable de la tecnología de Fabricación Aditiva en Navantia, Víctor Casal, asegura que “lo fundamental con la reparación del motor del pórtico de Puerto Real ha sido, además del ahorro de costes, el ahorro de tiempo. Además, puede tratarse del primer motor eléctrico reparado con fabricación aditiva y que está funcionando en todo el mundo”.

Casal explica que esta pieza, como otras también fabricadas aditivamente, está realizada con polímeros. “Sabemos que tiene una pega, que no es buen conductor de temperatura. La carcasa habitual del motor eléctrico es metálica y lleva unas aletas para refrigerar el motor; ésta no las lleva. Pero no hay problema porque este motor funciona a intervalos, con lo que no se calienta. En laboratorio tomamos todas las mediciones de temperatura y se mantuvo estable incluso en funcionamiento continuo”, sostiene Casal, que admite que si se tratara de “un motor de un barco funcionando 24 horas, por ejemplo, habría que seguir investigando y ver qué solución se le da”.

Navantia aspira a fabricar el 20% de las piezas de un barco mediante este proceso

El mayor ahorro, insiste el técnico, ha sido no tener parado el pórtico durante nueve semanas, “que en ese momento estaba montando tuberías dentro de un bloque”. Pero también es un ahorro económico porque en caso de tener que comprarlo, siempre se vende el motor eléctrico completo.

El responsable de esta línea de investigación asegura que su reto principal es poder sustituir el 20% de las piezas de un buque gracias a la fabricación aditiva. “Es un reto muy ambicioso y lo sabemos, son muchas piezas, pero nos la marcamos desde el principio y en eso estamos. Comenzamos con rejillas de ventilación, pero ya hemos hecho volantes de válvulas, piezas descatalogadas que se hacen y se montan, muchas tapas de balancines de motores, roeles, insignias…”.

Motor reparado con la carcasa realizada en fabricación aditiva. Motor reparado con la carcasa realizada en fabricación aditiva.

Motor reparado con la carcasa realizada en fabricación aditiva. / D. C.

De hecho, añade, ya se han estudiado más de 50 piezas diferentes para sustituir en un buque. “Evidentemente cada pieza hay que elaborarla con un material diferente, dependiendo de la zona del barco donde se encuentre. Además, hay piezas que hay que certificar y otras sólo deben superar unos ensayos de laboratorio. También hay que tener en cuenta el tipo de buque donde van instaladas. Los requisitos en buques militares suelen ser más exigentes”, afirma.

Fabricar piezas con esta tecnología tiene distintas ventajas en función de que se trate de un buque civil o uno militar. Víctor Casal lo explica: “En un buque militar es importante el ahorro de peso, pues favorece la velocidad y maniobrabilidad. Además, en cualquier tipo de buque, al usar materiales polimétricos se reduce el mantenimiento ya que estas piezas no se oxidan”.

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