2023-22 Europort

24 oktober 2023 51
Hoe sterk en veilig is een 3D-geprint
schip?
Het 3D printen van scheepsrompen
is in opkomst. Het is nog
zoeken naar bouwmethoden en
certificering. Hoe sterk en veilig is
een 3D-geprint schip? Aan welke
eisen moet het voldoen?
DOOR EVERT BRUINEKOOL
De kwaliteit en degelijkheid van
beroepsschepen worden voorgeschreven
in het ES-TRIN en voor pleziervaartuigen
geldt het CE-keurmerk. Die
minimumeis moet ook bij toepassing
van de 3D-printtechniek behaald
worden. Bij nieuw materiaal en een
innovatieve bouwmethode is het in de
eerste plaats zaak het gezond verstand
te gebruiken om aan de met staal
vergelijkbare sterkte-eisen te voldoen.
Voor het 3D-printen is de regelgeving
nog niet aangepast. Dat betekent dat
de bevindingen van de pioniers waarschijnlijk
medebepalend gaan zijn hoe
de voorschriften in de toekomst eruit
gaan zien.
Wet is leidend
Eigenlijk is ESTRIN-artikel 3.02 over
‘Sterkte en stabiliteit’ helder, ook al
gaat men daar voornamelijk van
metaal uit. “De sterkte van de scheepsromp
moet zodanig zijn dat zij in
overeenstemming is met de belasting
waaraan de romp onder normale
omstandigheden is blootgesteld.”
Bij nieuwbouw van een schip en bij
verbouwingen waardoor de sterkte
van het schip kan worden beïnvloed,
dient door berekeningen te worden
aangetoond dat de scheepsromp sterk
genoeg is. Daarnaast valt te lezen dat
die sterkte bij (periodieke) keuringen
ook nog eens vastgesteld moet
worden. Staal wordt genoemd en er
zijn verwijzingen naar formules die
de vergelijkbaar sterkte van staal
moeten aantonen bij andere materialen.
Dus ook dan moet gewoon duidelijk
aangetoond worden dat de romp
sterk genoeg is – anders komt er geen
certificaat.
Sterkte aantonen
Even voor de duidelijkheid: professionele
3D-printers zijn niet te
vergelijken met de thuis-3D-printer.
Het zijn industriële machines, al dan
niet met een robotfunctie. Ze kunnen
met een constante toestroom van
materiaal op een exacte tempratuur
printen. Zij geven een constante
kwaliteit. Maar aangezien het een
nieuwe vorm van produceren is, met
nieuwe materialen, moet de sterkte
aangetoond worden.
Holland Shipyards Group werkt samen met Sequana Développement en Roboat aan een
onbemande en 3D-geprinte ferry die volgend jaar tijdens de Olympische Spelen in Parijs op de
Seine passagiers zal overzetten. (illustratie Holland Shipyards Group)
De Rotterdamse start-up Tanaruz presenteerde deze zomer tijdens de Hiswa een
3D-geprinte boot. (foto E.J. Bruinekool Fotografie)
Jean-Pierre Suijkerbuijk, medeeigenaar
van expertisebureau JPsurvey,
is heel duidelijk over de keuring van
3D-geprinte scheepsrompen: “Het
ES-TRIN is gewoon leidend. Daar staat
dat een schip van staal gebouwd moet
zijn, of vergelijkbaar. Je moet dus
kijken of het schip gemaakt van een
ander materiaal aan de gelijke sterkteeisen
voldoet.”
Dat is in feite het enige wat je voor een
casco moet onderzoeken. Uiteraard
moet elk beroepsschip ook aan alle
andere eisen uit het ES-TRIN voldoen.
Er zal aangetoond moeten worden dat
het door de printer aan elkaar gevoegde
materiaal aan bepaalde basiseisen
voldoet. “Dat is ter beoordeling aan de
expert”, zegt Suijkerbuijk. “Die kijkt:
wat zijn de eigenschappen van de
materialen en wat gebeurt er als je dat
gaat printen? Het zijn laagjes… Hoe
is de uitvoering, vloeien ze in elkaar
over? Hoe dik maak je het en wat is
de sterkte van de laag. Hier kan je
bijvoorbeeld sterkteproeven op doen.”
Gezond verstand
Zaag je een proefstuk doormidden,
dan zie je al dat de 3D-print één
homogene laag heeft gevormd. Uiteindelijk
zou je op een proefstuk
zelfs nog een destructieve test kunnen
doen, die maakt vaak veel duidelijk.
“Het is een innovatie die je nergens
aan kan toetsen, je moet gewoon je
gezond verstand gebruiken bij onderzoek”,
stelt Suijkerbuijk. “Het staat
nog niet in regelgeving en de praktijk
zal richting aan de regelgeving gaan
geven. “Het is voortschrijdend
inzicht.”
Hij wil verder niet in detail treden
omdat hij voor Holland Shipyards op
dit moment met een project voor een
autonome ferry bezig is. “Het is
simpel: je kijkt naar materialen en
doet trekproeven en zo bepaal je
de sterkte. Of het een passagiers- of
vrachtschip is, maakt voor de regelgeving
niet uit.”
Controle
Benedikt Marijnen, jurist bij van
Europees Certificatie Bureau (ECB),
stelt dat ook bij certificering voor
watersportschepen altijd de wet toegepast
wordt. “De bouwmethode is
daarbij vrij. Het is aan de producent
om het schip zo te ontwerpen dat het
aan de eisen van de Richtlijn Pleziervaartuigen
voldoet.”
ECB Nederland verschaft tijdig informatie
over de wettelijke eisen en de
wijze waarop een producent kan aantonen
dat zijn schip daaraan voldoet.
“Belangrijk is dat wij vanaf het begin
betrokken worden in een project.”
“De wet eist een bewijsbare voldoende
sterkte. Hoe we daartoe komen, is
geheel afhankelijk van het ontwerp,
het te gebruiken materiaal en de
bouwwijze”, zegt Marijnen.
Hein Bloemers, senior surveyor bij
ECB Nederland, vult aan: “De
surveyors van ECB zullen bij de eerste
ontwerpen en aanbouw een controle
uitvoeren op de bouwmethode, de
gebruikte materialen en het uiteindelijke
resultaat.” Als de geprinte
materiaaleigenschappen niet voldoende
bekend zijn voor een berekening,
kunnen met ‘destructief onderzoek’
de werkelijke materiaaleigenschappen
vastgesteld worden.
Dat is een sterkteproef, uitgevoerd samen
met de producent en de
ontwerper, op proefstukken van de
voorgenomen bouwmethode. “Dit
levert natuurlijk nuttige informatie op
voor de ontwerper en de producent
en voor ECB”, stelt Marijnen. “Als een
technisch referentiekader ontbreekt,
past de surveyor samen met de ontwerper
soms ingewikkelder reken- of
testmethoden toe.”
Koolstofvezels
Dat gebeurde in het verleden bijvoorbeeld
ook met rompen en masten van
koolstofvezels. “In de loop van de tijd
ontstaan er dan voor ontwerpers en
ECB betrouwbare meetmethodes voor
de nieuwe bouwmaterialen en bouwmethoden.”
Als een goede methode is gevonden
bij experimentele vernieuwingen,
dan vindt die methode zijn weg naar
het Europese overleg tussen de Europese
Commissie en de certificeringsbedrijven
in Europa. “De conclusie is
dat ECB Nederland een geprinte boot
in de basis niet anders benadert dan
andere (experimentele) producten.”