Profili cavi ottagonali saldati laser ibrido per albero telescopico di un kite

Un approccio per ridurre il consumo di carburante di grandi navi e portacontainer utilizza un kite per sfruttare l’energia del vento, con un albero telescopico sul ponte che funge da torre di lancio e recupero. Quando il kite viene dispiegato l’albero si estende completamente; quando non è in uso si ritrae. Per un progetto destinato alla Germania, la costruzione di questo albero richiedeva una serie di profili cavi su misura: inseriti l’uno nell’altro, ciascuno di dimensioni diverse, tutti con geometria ottagonale personalizzata e tutti in acciaio al carbonio speciale per uso navale. I profili dovevano essere abbastanza rigidi da garantire un funzionamento sicuro sotto carico, ma il più leggeri possibile per non sovraccaricare la nave.

Nave da carico in mare

Rigidità, peso ridotto e tolleranze strettissime

Un albero telescopico pone alla sua struttura esigenze contrastanti. Deve essere abbastanza rigido da sostenere i carichi meccanici durante il lancio e il recupero del kite, ma ogni chilo in più aumenta il peso in alto della nave, quindi il progetto doveva essere il più leggero possibile entro il vincolo di rigidità. Poiché i profili si inseriscono l’uno nell’altro e l’albero deve scorrere in modo fluido in entrambe le direzioni, le tolleranze dimensionali erano strettissime: qualsiasi scostamento nella geometria della sezione avrebbe influito direttamente sul funzionamento meccanico. La specifica richiedeva inoltre un profilo ottagonale su misura, che non è una forma standard a catalogo, e l’acciaio navale speciale D36, un grado certificato per la cantieristica.

Profili ottagonali in D36 da 800×800 mm a 180×180 mm con saldatura laser ibrida

È stata prodotta una serie di profili cavi ottagonali in acciaio navale D36, dal segmento più grande di 800 x 800 mm fino al più piccolo di 180 x 180 mm di dimensione esterna. Ogni profilo è stato unito tramite saldatura laser ibrida con tecnologia laser 3D. La saldatura laser ibrida combina la penetrazione profonda e il basso apporto termico della saldatura laser con la capacità di colmare i giochi della saldatura ad arco, producendo saldature sane con distorsione minima e buone proprietà meccaniche in tutto il giunto. Entrambe le qualità, integrità della saldatura e stabilità dimensionale, erano essenziali perché i profili funzionassero correttamente all’interno di un meccanismo telescopico di precisione.

Prua di una nave da carico con albero telescopico
Profili cavi ottagonali di dimensioni decrescenti

Contesto applicativo

Questo caso rientra nel segmento cantieristica navale e marittimo di Montanstahl, dove i profili cavi su misura saldati al laser vengono specificati per applicazioni strutturali di precisione su navi e attrezzature offshore. Un albero per la propulsione a kite ne è un buon esempio: deve unire prestazioni strutturali e tolleranze dimensionali strette su diverse dimensioni di sezione, in un acciaio navale certificato. Profili cavi su misura come questi vengono prodotti su progetto del cliente e forniti in tutto il mondo a cantieri navali, produttori di attrezzature marine e armatori.

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