Additive manufacturing per la nautica sostenibile
Kriss Logic ha supportato UniBoAT nella realizzazione di eliche in stampa 3D per il prototipo Futura, contribuendo allo sviluppo di componenti leggeri, resistenti e ottimizzati per la Monaco Energy Boat Challenge.
Il cliente
UniBoAT è un team di studenti dell’Università di Bologna dedicato alla progettazione e allo sviluppo di imbarcazioni a energia pulita e ad alta efficienza. Con quattro vittorie nelle ultime cinque edizioni della Monaco Energy Boat Challenge, la squadra si è confermata leader nella ricerca applicata alla mobilità nautica sostenibile.
Il progetto si inserisce nel contesto del MOST – Centro nazionale per la mobilità sostenibile, programma finanziato dal PNRR al fine di promuovere la collaborazione tra università e imprese per accelerare l’innovazione tecnologica nel settore dei trasporti.
L’obiettivo
La collaborazione con UniBoAT ci ha coinvolti su due fronti, entrambi determinanti per il successo alla Monaco Energy Boat Challenge 2025.
Il primo progetto ha riguardato lo sviluppo del prototipo di un nuovo concetto di elica toroidale, caratterizzata da una particolare geometria pensata per eliminare i vortici presenti all’estremità delle pale e quindi per rendere la propulsione più efficiente, riducendo allo stesso tempo vibrazioni e rumorosità e migliorando le prestazioni complessive del sistema propulsivo.
Dopo numerose simulazioni digitali, per i ricercatori è stato necessario passare alla fase di test sperimentale con prototipi reali. In questo caso la sfida principale è stata produrre geometrie estremamente complesse in tempi rapidi e con costi contenuti, mantenendo al contempo caratteristiche meccaniche adeguate all’ambiente marino e alle sollecitazioni operative.
Il team ha avuto inoltre bisogno di eliche tradizionali, progettate e dimensionate dal team UniBoAT, per testare il prototipo Futura nelle diverse prove della competizione (slalom, endurance, speed record). Ogni gara ha richiesto geometrie specifiche, ottimizzate per sollecitazioni diverse, è stato quindi fondamentale produrre un numero elevato di varianti geometriche garantendo rapidità nella prototipazione. I prototipi dovevano inoltre assicurare resistenza meccanica ad alta potenza e minimizzare il peso per la gara di endurance, in cui ogni grammo ha un impatto sull’efficienza complessiva del sistema.
La soluzione
Abbiamo sviluppato una strategia produttiva basata sulla stampa 3D in tecnologia FDM, sfruttando la flessibilità dell’additive manufacturing per rispondere alle esigenze specifiche di entrambi i progetti.
Per le eliche toroidali, abbiamo utilizzato polietilene tereftalato rinforzato con fibra di carbonio (PET-CF), un materiale con eccellenti caratteristiche meccaniche, insensibile all’umidità e all’acqua salata e quindi ideale per applicazioni nautiche.
Il primo prototipo è stato testato presso il CNR (Centro nazionale di ricerca) con risultati ottimi, confermando la validità del concept. Le analisi hanno però evidenziato margini di ottimizzazione, in ragione dei quali sono seguiti ulteriori confronti e prototipazioni, a conferma che la stampa 3D permette cicli di sviluppo rapidi e con tempi e costi contenuti.
Il progetto, parte della tesi di laurea dell’ingegner Saverio De Angelis Monaco e attualmente in studio presso il CNR di Roma, ha vinto l’Innovation Prize alla Monaco Energy Boat Challenge 2025, riconoscimento che certifica il carattere rivoluzionario di questa tecnologia nel panorama della propulsione nautica.
Per quanto riguarda la realizzazione delle eliche tradizionali, abbiamo adottato un approccio graduale. Siamo partiti dalla stampa in ABS, in modo da validare rapidamente le geometrie e ottimizzare il design attraverso test iterativi. Definite le specifiche corrette, siamo passati alla produzione in PET-CF dei componenti destinati all’utilizzo operativo. Questa strategia ci ha permesso di produrre numerose varianti geometriche, mantenendo tempi e costi sotto controllo e garantendo al team la flessibilità necessaria per adattare le eliche alle diverse prove.
Le eliche in PET-CF hanno dimostrato un’eccezionale resistenza alle sollecitazioni, tuttavia per alcune gare, come nel caso dello slalom – che prevede manovre improvvise e quindi sollecitazioni maggiori – si è preferito utilizzare eliche in alluminio, realizzate sempre tramite stampa 3D ma con tecnologia SLM. Il prototipo Futura, equipaggiato con il rivoluzionario motore COMPETR e dotato delle eliche sviluppate in collaborazione con Kriss Logic, ha conquistato la vittoria in tutte le categorie Energy della competizione. Il sistema a eliche controrotanti ha permesso di stabilire il record di velocità di 28,4 nodi, mentre nella Endurance Race l’ottimizzazione peso-prestazioni è stata determinante.
Questo progetto dimostra come la sinergia tra competenza tecnica, tecnologia avanzata e visione innovativa possa trasformare concept di ricerca in soluzioni competitive reali. La stampa 3D si conferma non solo strumento di prototipazione rapida, ma tecnologia produttiva capace di generare componenti funzionali ad alte prestazioni, accelerando l’innovazione nel settore della mobilità sostenibile e permettendo ai team di ricerca di testare, iterare e ottimizzare i propri progetti con una flessibilità impossibile da ottenere con i metodi produttivi tradizionali.
