DVIDS – Notícias – Impacto no RIMPAC: Alunos do NPS aprimoram prontidão da frota com tecnologia de impressão 3D #ÚltimasNotícias

Alunos e professores da Escola de Pós-Graduação Naval (NPS) conduziram pesquisas expedicionárias de manufatura avançada durante os exercícios Rim of the Pacific (RIMPAC) e Trident Warrior 2024, demonstrando novas aplicações tecnológicas no mar e em terra.

Dez alunos do NPS da Marinha dos EUA, do Corpo de Fuzileiros Navais dos EUA e do Exército dos EUA, juntamente com representantes do Consórcio de Pesquisa e Fabricação Avançada (CAMRE) e da FLEETWERX da escola, passaram um tempo em instalações e a bordo de navios durante os exercícios para experimentar equipamentos de manufatura aditiva de ponta, produzindo peças de reparo para uma variedade de casos de uso com impacto no mundo real.

A equipe CAMRE a bordo do navio de transporte anfíbio da classe San Antonio USS Somerset (LPD 25) incluía alunos do NPS, fuzileiros navais da 3ª Força Expedicionária de Fuzileiros Navais e Unidade de Inovação Marinha, e soldados da 25ª Divisão de Infantaria. Em terra na Base do Corpo de Fuzileiros Navais (MCB) Havaí, uma Célula Conjunta de Fabricação Avançada (JAMC), liderada pelo Coronel aposentado do Corpo de Fuzileiros Navais Patrick Tucker, foi montada para focar em desafios de prontidão onde a fabricação avançada poderia fornecer uma solução.

A aplicação de técnicas aprendidas durante cenários reais em ambientes de treinamento como o RIMPAC, concluído no início deste mês, permite que alunos e operadores da frota entendam melhor a importância e o impacto prático de suas pesquisas aplicadas na resolução de problemas de prontidão.

“No NPS, nosso foco principal é a educação de pós-graduação”, disse Emre Gunduz, Ph.D., professor associado do departamento de engenharia mecânica e aeroespacial do NPS e diretor técnico do CAMRE, que foi o principal investigador, junto com o gerente do programa do CAMRE, Chris Curran. “Para o Trident Warrior, os alunos aplicaram sua educação do NPS em um ambiente operacional real, ao mesmo tempo em que avançavam as capacidades da Marinha. Isso permitiu que os alunos do NPS vissem a relevância de seus estudos e pesquisas para os desafios reais da Marinha, o que poderia melhorar muito os resultados de aprendizagem aqui. Ao mesmo tempo, estamos mirando nas lacunas atuais na rápida implantação dessas tecnologias emergentes.”

Os acordos de pesquisa e desenvolvimento cooperativo do NPS com parceiros da indústria permitiram que equipamentos de ponta fossem explorados e incluíram uma impressora de spray frio expedicionária da XSPEE3D, que foi co-localizada com o JAMC no MCB Hawaii, e uma máquina híbrida de deposição de energia direcionada por fio da Snowbird Technologies. A máquina Snowbird foi instalada em um contêiner de 10 pés e embarcou em Somerset para uma capacidade aditiva e subtrativa a bordo, juntando-se a um par de impressoras de polímero do Advanced Manufacturing Operational System projetadas por Spencer Koroly, um engenheiro do Naval Information Warfare Center Pacific.

“O reparo de navios e submarinos é uma das nossas áreas de foco cruciais”, disse o Tenente-Comandante da Marinha Zachary Vrtis, um oficial de serviço de engenharia atualmente cursando doutorado em engenharia mecânica com uma dissertação focada em manufatura aditiva de metais. “Estamos trabalhando para implementar a manufatura avançada de metais para melhor suplementar os métodos tradicionais de fabricação, reparar ativos de frota mais rapidamente e auxiliar na revitalização da base industrial de submarinos para atingir as metas de produção.”

Máquinas e ferramentas de fabricação avançadas disponíveis para a NPS usam processos controlados por computador para criar objetos camada por camada a partir de designs digitais. Este método permite formas precisas e complexas, desperdício reduzido, tempos de produção mais curtos e produção personalizada a partir de materiais como alumínio e aço. Essas novas técnicas são testadas e refinadas no NPS Advanced Manufacturing Center, uma nova instalação interdisciplinar para impressão 3D de metal e tecnologias relacionadas para explorar aplicações de defesa.

“Foi importante dar o salto de ‘pensar diferente’ para ‘executar diferente’ e mostrar como o Departamento de Defesa (DOD) pode unir o excesso de capacidade de máquinas existentes com membros de serviço de primeira linha para entregar peças de metal reais em dias, não meses”, disse o Tenente-coronel Michael Radigan, do Corpo de Fuzileiros Navais, da Marine Innovation Unit, que também atua como líder governamental na equipe CAMRE. “Estou realmente impressionado com o que foi realizado e como foi realizado.”

Uma conquista significativa da equipe do NPS a bordo do Somerset foi usar a tecnologia de manufatura aditiva embarcada para consertar uma bomba de osmose reversa, o que impediu que o Somerset encerrasse sua participação no exercício mais cedo.

“Foi ótimo ver o quão engenhosa era toda a equipe no Somerset em um momento de necessidade”, disse o Major do Corpo de Fuzileiros Navais Daniel Szurick, um aluno de mestrado no NPS. “Essa é exatamente a cultura naval que nos permitirá ter sucesso em conflitos.”

De uma perspectiva operacional, ter as máquinas e talentos certos em Somerset garantiu que o equipamento de bordo pudesse ser reparado sem impactar os requisitos da missão operacional, reduzindo, em última análise, a dependência de logística distante e aumentando a resiliência. De uma perspectiva de experimentação, esta pesquisa validou o conceito de como empregar manufatura avançada em um ambiente de logística contestado.

“Os exercícios nos dão uma chance de aprimorar nossas habilidades, aprender uns com os outros e obter experiência no mundo real”, disse o vice-almirante John Wade, comandante da Terceira Frota dos EUA. “Muito trabalho duro foi feito para garantir que o equipamento funcionasse e que fôssemos treinados e certificados… para conduzir essas operações. Não há dúvida de que alcançamos os principais objetivos do exercício.”

A prontidão dos ativos da Marinha está em risco quando a base industrial é limitada pela agilidade e profundidade. Os sistemas de bordo geralmente dependem de componentes do fabricante do equipamento original, que podem ter prazos de aquisição inaceitavelmente longos para sistemas legados.

A Additive Manufacturing Strategy do DOD, lançada em 2021, é focada na operacionalização de capacidades de impressão 3D. A manufatura avançada, que inclui a manufatura aditiva, está pronta para ser um componente crucial de soluções que oferecem agilidade sem precedentes na cadeia de suprimentos, garantindo que a Marinha possa fornecer segurança e estabilidade contínuas – em qualquer lugar e a qualquer hora.

“Essa tecnologia inovadora está se tornando uma capacidade cada vez mais revolucionária que está melhorando a prontidão operacional e a autossuficiência a bordo”, disse o Capitão da Marinha Jeremy Gray, que atua como presidente de guerra de superfície no NPS. “A parceria entre o Comandante Naval Surface Forces e o NPS está acelerando a experimentação da frota e a experiência do marinheiro com técnicas e processos avançados de fabricação.”

Em sua capacidade como presidente de guerra de superfície, Gray trabalha com a frota e o NPS para incluir pesquisa para capacidades avançadas de fabricação para obter tecnologias e talentos a bordo de navios para teste. Esses esforços, combinados com aqueles da equipe e parceiros do NPS CAMRE, contribuem para a operacionalização da fabricação avançada no mar.

“A CAMRE oferece educação prática para alunos do NPS e promove talentos e tecnologias por meio de pesquisa aplicada com forças operacionais”, disse o diretor da CAMRE, Garth V. Hobson, Ph.D. “Estamos dedicados a promover a educação em manufatura aditiva para aplicações de defesa e integrar perfeitamente essas tecnologias na Marinha, no Corpo de Fuzileiros Navais e nas forças conjuntas.”

Além da equipe NPS CAMRE, esta pesquisa aplicada foi apoiada pela 3ª Frota dos EUA, pelo Escritório Executivo do Programa para Submarinos Estratégicos, pela Unidade de Inovação Marinha e pelo programa de Manufatura Aditiva do Naval Innovation Exchange do NPS.

O NPS, localizado em Monterey, Califórnia, fornece educação de pós-graduação focada em defesa, incluindo estudos classificados e pesquisa interdisciplinar, para promover a eficácia operacional, liderança tecnológica e vantagem de combate do serviço naval. Estabelecido em 1909, o NPS oferece programas de mestrado e doutorado para militares e civis do Departamento de Defesa, juntamente com parceiros internacionais, para fornecer soluções transformadoras e líderes inovadores por meio de educação e pesquisa avançadas.