Fabricantes de Michigan Restauran Lancha de Patrulla Vietnamita Hundida, Honrando a Veteranos

Colaboración entre Fundición y Mecanizado para Re-ingeniar un Componente Perdido de una Lancha de Patrulla de la Era de Vietnam

Los fabricantes basados en Muskegon, Eagle CNC y Eagle Alloy, pusieron a prueba sus capacidades cuando se propusieron replicar un componente clave de una lancha de patrulla de la era de Vietnam como una fundición de acero. Para el equipo detrás de la fundición, este proyecto trata de más que arreglar un bote; se trata de preservar la historia, honrar el legado de aquellos que sirvieron y sacrificaron, y asegurar que sus historias continúen siendo contadas por generaciones venideras.

"¿Puede recrearse esta parte?"

Esa fue la pregunta que Mark Fazakerley hizo mientras examinaba un componente corroído y roto recuperado del casco hundido de su bote. Era una pregunta engañosamente simple, porque esta no era cualquier parte, y este no era cualquier bote. La embarcación era un PBR (Patrol Boat, Riverine) Mark I original de la Guerra de Vietnam, y la parte en cuestión era una carcasa de bomba de 60 años, un componente vital del sistema de propulsión. Cuando la carcasa de la bomba falló, causó que el bote se hundiera inesperadamente en el Lago Muskegon.

La conexión de Fazakerley con los PBRs es tanto profesional como profundamente personal. Un veterano de la Marina que sirvió en la Guerra de Vietnam, casi fue asignado a servicio en PBR antes de ser asignado a operaciones LSD (Landing Ship, Dock). Su interés en los PBRs refleja un sentido duradero de conexión con aquellos que sirvieron en los ríos de Vietnam, algunos de los cuales son amigos de su comunidad en Muskegon que sirvieron a bordo de PBRs. Para Mark Fazakerley, resucitar el PBR no era simplemente un proyecto de reparación; era una misión para honrar el pasado y a quienes sirvieron.

Para responder a ese llamado, las empresas basadas en Muskegon, Eagle Alloy y Eagle CNC, intervinieron, ambas líderes de larga data en fundición de metales y mecanizado. Fue una conexión apropiada, ya que Mark Fazakerley también es cofundador de Eagle Alloy y co-presidente de la junta de ambas empresas. Lo que siguió fue una colaboración de meses entre ingenieros, fundidores y especialistas en mecanizado, cada uno aportando su experiencia para ayudar a restaurar una pieza de historia naval. El resultado fue más que un éxito técnico; fue un tributo a los veteranos y un testimonio de lo que se puede lograr a través del trabajo en equipo y el compromiso compartido.

La Importancia Histórica de los PBRs

Las Lanchas de Patrulla Fluvial fueron entre los buques más icónicos de la Guerra de Vietnam. Sirvieron como parte de la Marina de Aguas Marrones, llamada así debido a las condiciones fangosas de los ríos y deltas de Vietnam. Estos botes no tenían hélices y podían operar en tan solo 18 pulgadas de agua, lo que los hacía ideales para patrullar vías fluviales interiores poco profundas y estrechas donde los buques navales tradicionales no podían ir.

Dato de Película: En "Apocalypse Now", el bote que lleva al Capitán Willard (Martin Sheen) río arriba es un PBR.

Los PBRs estuvieron en servicio desde 1966 hasta 1973. Pequeños, ágiles y fuertemente armados, llevaban a cabo misiones de alto riesgo como explorar ríos y canales en busca de fuerzas enemigas, detener suministros enemigos y patrullas de reconocimiento. También fueron los buques principales que realizaron emboscadas en territorio enemigo. Las tripulaciones operaban bajo amenaza constante y fuego frecuente, haciendo del servicio en PBR una de las asignaciones más peligrosas de la guerra. Alrededor de 3,500 marineros sirvieron a bordo de estos buques, arriesgando sus vidas en un teatro de guerra que a menudo se pasa por alto.

El bote en el centro de este proyecto tiene un valor histórico especial. Es un PBR Mark I, el primer modelo usado en Vietnam. De los 161 botes Mark I construidos por la Marina, este es el #161, el último de su tipo en ser producido, y el único Mark I conocido que aún está en operación hoy.

"PBR Navegando en Bahía Suisun", 1966 (Archivos Nacionales)

¡Abandonen el Barco! Un Contratiempo de Hundimiento se Convierte en Oportunidad

El PBR de Mark Fazakerley ha sido exhibido en el Wings Over Muskegon Air Show en varias ocasiones, y cada Día de los Caídos participa en un evento del Día de los Veteranos junto al Submarino USS Silversides. Su operación proporciona una conexión rara y práctica con el pasado y se erige como un recordatorio vivo del coraje y sacrificio de los valientes hombres que sirvieron en la Guerra de Vietnam.

PBR #161 en exhibición en el Museo del Submarino USS Silversides en Muskegon, MI

Pero como la suerte lo tendría, sobrevivir a una guerra no lo libró de problemas en tiempos de paz. Durante lo que debería haber sido una salida rutinaria, el bote se hundió repentinamente. El PBR regularmente daba paseos en el Lago Muskegon, y en este día particular, hubo un ruido fuerte a bordo, luego, sin previo aviso, el bote comenzó a tomar agua rápidamente. Los pasajeros, incluyendo el propio yerno de Mark, tuvieron que saltar por la borda mientras el bote se hundía bajo ellos.

En cuatro minutos, el PBR #161 se había hundido a 53 pies de profundidad. Afortunadamente, pescadores cercanos acudieron al rescate de los pasajeros, y nadie resultó herido. Derecha: pescadores rescatan a los pasajeros y tripulación del PBR #161.

Mark pensó que nunca volvería a ver su bote, pero buzos voluntarios ayudaron, usando globos de salvamento para levantarlo de vuelta a la superficie. Al inspeccionar el bote, la causa de la falla se volvió clara: un trozo de la carcasa de la bomba se había roto. Este componente conecta y protege las partes responsables de bombear agua hacia afuera y propulsar el bote. Cuando falló, el sistema en su lugar comenzó a bombear agua rápidamente hacia adentro del bote en lugar de hacia afuera, causándolo a hundirse.

Cada PBR tiene dos de estas carcasas, una a cada lado del sistema de propulsión. Dada su edad y material idéntico, se decidió reemplazar ambas. Pero había un obstáculo: las partes originales ya no se fabricaban, y el excedente de la Marina se había agotado décadas atrás. Ahí fue cuando la ingeniosidad entró en juego, y Mark vio una oportunidad para re-ingeniar la parte con un poco de ayuda de sus amigos.

"Si no tuviera acceso directo a una fundición y un taller de mecanizado, no habría podido reproducir esta parte. Eso habría sido el fin del uso funcional del bote," dijo Mark.

Eagle Alloy y Eagle CNC asumieron el desafío. Combinando la experiencia en fundición de Eagle Alloy con el mecanizado de precisión de Eagle CNC, se propusieron hacer ingeniería inversa de la parte. Esto involucró analizar el componente dañado para entender su estructura y función, y luego fundirlo y mecanizarlo desde cero para un rendimiento y durabilidad aún mejores.

El Proceso Colaborativo: Del Escaneo a la Fundición

Sin planos con los que trabajar, Eagle Alloy y Eagle CNC se asociaron estrechamente desde el concepto hasta la finalización, comenzando con una reconstrucción digital cuidadosa y avanzando paso a paso a través de un proceso de manufactura moderno.

Eagle Alloy se centró en el diseño del molde y la preparación de la fundición, mientras que Eagle CNC, el fabricante de acabado, aseguró que el diseño y el producto final cumplieran con todas las especificaciones requeridas. Ambos equipos trabajaron simultáneamente pero independientemente, manteniendo alineación para asegurar alta calidad, minimizar problemas de producción y crear un proceso de manufactura general más fluido.

A continuación se presenta una visión general del camino que siguieron para reemplazar las carcasas de bomba PBR agrietadas.

Escaneo 3D y Creación de Modelo 3D

El primer paso fue escanear las carcasas de bomba originales usando tecnología de escaneo 3D. Esto creó una imagen digital detallada de la superficie y forma de la parte. Haven Metrology manejó este paso, y devolvieron escaneos 3D de las partes originales y un modelo 3D detallado a Eagle Alloy y Eagle CNC. Estos se convirtieron en el punto de partida para diseñar el molde para la fundición y guiar el resto del proceso.

Diseño de Molde y Simulación de Fundición

Eagle Alloy tomó el relevo para diseñar el molde y ejecutar simulaciones de fundición en un entorno digital. Sus ingenieros internos usaron software de modelado 3D y simulación de fundición para crear un plan de fundición.

Las carcasas de bomba originales estaban hechas de hierro Ni-Hard, un material extremadamente duro pero también frágil. Un análisis de la parte rota reveló micro-fisuras internas extensas, y los ingenieros de Eagle Alloy concluyeron que el fragilización con el tiempo probablemente llevó a la falla de la parte. Cambiar a acero inoxidable serviría mejor al producto y ofrecería durabilidad y resistencia a temperaturas extremas. Pero primero, Eagle Alloy tuvo que estar seguro de que podían fabricar exitosamente la parte usando el material alternativo.

Las simulaciones de fundición, ejecutadas en software MAGMA, fueron una parte clave del proceso de planificación, especialmente porque la nueva parte usaría un material diferente. Los ingenieros de Eagle Alloy necesitaban optimizar los sistemas de alimentación del molde y la estrategia de colada para minimizar las posibilidades de defectos. Derecha: Simulación de solidificación MAGMA de la carcasa de bomba, mostrando sección transversal (Eagle Alloy).

"La parte original fue hecha en hierro, y el hierro fluye mucho mejor que el acero," explicó Jason Klein, Gerente de Ingeniería en Eagle Alloy. "Las aspas bajan a casi 1/8 de pulgada, así que tuvimos que asegurar que el metal iba a llegar allí, y que iba a estar lo suficientemente caliente para llenar todos los rincones."

Este proceso, comenzando con diseños asistidos por computadora (CAD) y seguido por simulaciones, es parte de lo que se llama Diseño para Manufactura (DFM). DFM significa diseñar partes no solo para rendimiento, sino para ser eficientes y rentables de producir. Ayuda a los ingenieros a tomar decisiones inteligentes temprano, para que la parte final pueda hacerse a las especificaciones necesarias con confianza antes de verter cualquier metal.

Al mismo tiempo, Eagle CNC hizo análisis separados. Sus ingenieros notaron muchas inconsistencias en las dos carcasas de bomba originales, lo cual no era necesariamente una sorpresa dado los avances tecnológicos en manufactura en los últimos 60 años. Tomando el camino medio, Eagle CNC estableció mediciones nominales para asegurar que los nuevos componentes serían consistentes según estándares de manufactura modernos.

Las dos compañías se comunicaron estrechamente para asegurar que el molde, y la parte fundida resultante, incluirían stock de mecanizado suficiente para permitir a Eagle CNC tallar las dimensiones críticas.

Adicionalmente, Eagle CNC se puso a trabajar creando los insertos de latón, los cojinetes de eje que atravesaban la carcasa de la bomba, desde cero. "Pasé 2+ horas removiendo quirúrgicamente la parte original de la carcasa rota. Una vez que tuve la vieja parte fuera de la carcasa, trabajé en la ingeniería inversa de la forma," recordó Brandon Mead, Gerente de Ingeniería de Procesos en Eagle CNC.

Estos insertos luego serían roscados y atornillados en la carcasa de bomba final, permitiendo que el eje de la turbina gire y propulse el bote.

Impresión 3D y Fundición

Una vez que el diseño del molde de la nueva carcasa de bomba estuvo listo, el molde físico fue impreso en 3D por Humtown Products, con base en Ohio, quienes se especializan en moldes de arena impresos en 3D. Mientras que el proceso principal de Eagle Alloy es moldeo por cáscara, el moldeo impreso en 3D es una excelente opción para prototipos y corridas de bajo volumen.

Después de la impresión, Humtown entregó los moldes a Eagle Alloy para verter las fundiciones de metal. Derecha: Operador de Eagle Alloy ensamblando núcleo de 3 piezas en el molde (Eagle Alloy).

Lograr la fundición correcta tomó algunos intentos. La estructura interna compleja de la parte hizo necesario cambiar de un molde de dos piezas a uno de tres piezas para que se ensamblara correctamente, y eso requirió varios re-diseños.

A pesar de los desafíos, la retroalimentación rápida y la colaboración con Humtown permitieron ajustes rápidos, y los equipos eventualmente llegaron a un diseño de molde que funcionó. Eagle Alloy completó entonces la colada en su fundición, y la parte fundida fue a Eagle CNC para terminar el trabajo.

Mecanizado en Eagle CNC

En el proceso de manufactura, el mecanizado CNC es a menudo el último paso y uno de los más importantes: es donde se agregan todos los detalles finales, se cumplen tolerancias críticas, y se hacen cualquier otro ajuste para completar la parte.

El equipo de mecanizado ya había tenido la oportunidad de estudiar modelos y planificar programas de mecanizado, pero el trabajo real comenzó cuando recibieron las fundiciones de Eagle Alloy. Configuraron utillaje personalizado, diseñaron fijaciones para sostener las piezas de trabajo, y midieron meticulosamente a lo largo del proceso para asegurar que todas las partes encajarían y funcionarían como se planeó.

Debido a que este proyecto tenía tanta complejidad, y mucho estaba en juego en términos de inversión de material y mano de obra, Eagle CNC sabía que tenían cero margen de error. Brandon Mead trabajó estrechamente con Operation Black Sheep, una organización sin fines de lucro basada en Muskegon dedicada a honrar la historia de los PBRs y los veteranos que sirvieron en ellos. Black Sheep recientemente restauró su propio PBR Mark II, y proporcionaron valiosa perspectiva sobre cómo las partes individuales encajan para hacer el bote funcional. También almacenaron el PBR de Mark en su almacén mientras estaba fuera de servicio, ofreciendo fácil acceso a los fabricantes para inspección.

"Buscaba entender la parte y su aplicación," dijo Brandon. "Solo ver agujeros en una parte llega hasta cierto punto, saber para qué es y entender los componentes conjugados es esencial. Esto informará dimensiones, tolerancias, holguras y a veces incluso mejoras."

Izquierda a derecha: fundición en bruto en Eagle Alloy; parte en fijación en Eagle CNC; parte después de mecanizado en Eagle CNC

Basado en parte en el nuevo conocimiento que Brandon obtuvo de sus visitas a Black Sheep, Eagle CNC pasó por varias iteraciones de su plan original. Estiman que procesar la primera parte tomó casi dos semanas. La segunda parte, según el Presidente de Eagle CNC, Jason Clark, tomó unas cuatro horas.

Eagle CNC utilizó varias máquinas para procesar las partes. La carcasa de la bomba fue mecanizada en una fresadora horizontal Doosan 5500, usando dos fijaciones de mecanizado (hechas a medida internamente) para sostener la parte para procesamiento. Mientras tanto, el inserto de latón que atravesaba el núcleo de la parte fue mecanizado desde stock usando un torno horizontal Mazak Multiplex 6200Y, con fijaciones y programación totalmente personalizadas diseñadas por Eagle CNC.

Como socio clave en la colaboración, el trabajo de Eagle CNC en la carcasa de bomba re-ingenierada mostró la amplitud de sus habilidades de mecanizado.

"Todos sabíamos que teníamos la capacidad," dijo Jason Clark. "Es genial cuando puedes realmente probar tu departamento de ingeniería con algo así y ver que llega a un producto y una solución terminada."

Brandon Mead, Gerente de Ingeniería de Procesos de Eagle CNC, con ambas partes terminadas

Izquierda a derecha: carcasa de bomba original; carcasa de bomba re-ingenierada

Izquierda a derecha: cojinete de eje original; cojinete de eje re-ingenierado

La Manufactura Colaborativa es Clave para Calidad y Eficiencia

Una de las mayores fortalezas de este proyecto fue la colaboración entre las empresas de mecanizado y fundición dentro del Grupo Eagle. Mientras Eagle CNC podría haber mecanizado la parte directamente desde stock, ese enfoque habría sido mucho más intensivo en material y costoso. Al fundir la parte y luego mecanizar, el costo total del proyecto se redujo en miles de dólares. El costo de material de mecanizar desde billet solo podría haber aumentado el costo por un factor de cuatro.

Este tipo de colaboración es un sello del enfoque del Grupo Eagle, ofreciendo a los clientes una solución completa para componentes complejos. En este caso, también devolvió a la vida una parte históricamente significativa, algo que ningún equipo individual podría haber logrado solo.

Más Allá del Metal: Lo que Representa el Proyecto PBR del Grupo Eagle

Tomó cuatro meses llevar la idea de re-ingeniar la carcasa de bomba rota de concepto a finalización. El nuevo componente ya está terminado, y el Grupo Eagle está abordando algunas reparaciones adicionales para poner el bote en óptimas condiciones. Mark Fazakerley espera tenerlo de vuelta en el agua para el 4 de julio.

Para muchos de la era de la Guerra de Vietnam, el PBR #161 es un símbolo poderoso. Sirve como una forma tangible de preservar la historia y mantener vivas las historias para las generaciones futuras.

Collage superior: Un PBR (Patrol Boat, Riverine) en el Río My Tho, Vietnam del Sur, junio 1969 (Archivos Nacionales); Operadores de Eagle Alloy vierten acero inoxidable en moldes de carcasa de bomba