Het nieuwe Nederlandse AiM2XL project krijgt van het NWO subsidie. Met het geld aangevuld met een bijdrage vanuit de industrie, gaat een consortium van de vier universiteiten én bedrijven een 3D metaalprinttechnologie voor XL stukken ontwikkelen. En XL moet je ruim opvatten: tot 10 meter en langer. Initiatiefnemer is professor Ian Richardson van de TU Delft. Hij is tevens programmaleider.

 

NWO subsidie voor onderzoeksproject naar 3D printen stukken tot 10 meter

De projectaanvraag is afgelopen week goedgekeurd door het NWO. Het AiM2XL project maakt deel uit van zes nieuwe Perspectiefprogramma’s waarvoor het NWO het licht op groen zet. In totaliteit gaat er vanuit het domein Toegepaste en Technische Wetenschappen €21 miljoen subsidie vanuit het NWO fonds naar de projecten. Dat bedrag wordt aangevuld met €11 miljoen vanuit de industrie, de universiteiten en maatschappelijke organisaties. De projecten duren 5 tot 6 jaar.

 

AiM2XL: XL 3D printen biedt veel kansen

De crytische afkorting AiM2XL staat voor Additive Manufacturing for Extra Large Metal Components. De initiatiefnemers van het project vinden dat dit thema tot nog toe onderbelicht is gebleven. Immers: de aandacht gaat vooral uit naar het verbeteren van nauwkeurigheid van de poederbedtechnologieën. Daarbij gaat het typisch om kleinere componenten. De ontwikkeling van direct metal deposition AM op grotere schaal krijgt amper aandacht. En dat ondanks dat het potentieel hiervan groot is, meent Ian Richardson, als hoogleraar in Delft werkzaam op gebied van materiaalwetenschappen en engineering. Zo biedt het 3D printen van grote metalen componenten de mogelijkheid om tijd- en plaatsgevonden deze onderdelen te gaan produceren. Ook de nieuwe designmogelijkheden van monolitische componenten waarin meerdere functies zijn geïntegreerd is een kans voor dergelijke XL componenten. Qua functionaliteiten denken de initiatiefnemers onder andere aan extra sterkte, corrosiebestendigheid, elektrische geleiding et cetera. Verder wijzen ze op de mogelijkheid om met AM in kleine aantallen snel onderdelen te maken en om materialen met elkaar te verbinden die metallurgisch incompatible zijn. De focus van de projectpartijen ligt duidelijk op XL werkstukken: tot wel 10 meter lengte en langer.

 

truPrint 1000

Een van de projectpartners is Trumpf, dat al vele jaren ervaring heeft met de additieve productie van grote componenten. 

 

Brede scope van de onderzoekers

Het project zelf heeft ook een XL-omvang en richt zich duidelijk niet alleen op de hardware. Sterker nog: de eerste stap in het project is het ontwikkeling van geavanceerde ontwerpmethoden om AM ready onderdelen te designen. Lokale procesomstandigheden en een optimale workflow moeten  integraal onderdeel hiervan zijn. Ook gaat men nieuwe printstrategieën ontwikkelen, inclusief de positionering van het onderdeel, om hiermee de microstructuur van de componenten te beïnvloeden. Hiermee wil men aantonen dat je lokaal in een werkstuk eigenschappen van het materiaal kunt veranderen met de juiste printstrategie. Denk bijvoorbeeld aan de mogelijkheid om de vermoeïingseigenschappen van het materiaal te verbeteren, precies op het punt waarop een component zwaar wordt belast. Onderdeel van AiM2XL is eveneens het ontwikkelen van modellen om de spanningen in het materiaal te controleren, zowel tijdens het AM proces als tijdens de nabewerking. Met een adaptief closed-loop proces wil men tot een inline kwaliteitscontrole komen. De laatste twee onderdelen van het project zijn onderzoek naar materiaal en component eigenschappen en het genereren van demonstrators voor relevantie industrieën.

De partners van het Ramlab in Rotterdam doen ook mee aan dit project. Op de foto de eerste 3D geprinte scheepsschroef van Damen Shipyards. 

 

Materiaal centraal in productontwikkeling

Het vernieuwende aan het AiM2XL project is, aldus een toelichting, dat het materiaal centraal staat in het totale proces om tot een component te komen. En niet het proces, wat je tot nog toe meestal ziet. Het onderzoek is gebaseerd op kennis van de onderliggende fysische principes en niet het vinden van statistische correlaties. De initiatiefnemers van het project zien meerdere industrietakken als kansrijk voor de toepassing van de nieuw te ontwikkelen aanpak. De maritieme sector is er daar één van. Vandaar dat het Ramlab in Rotterdam hierbij betrokken is. Ook in de aerospace, de bouw, automotive en de spoorwegen kan het 3D printen van metalen XL componenten interessant zijn.

 

Alle projectpartners

De universiteiten die aan het project meedoen zijn die van Delft, Eindhoven, Groningen en Twente. Vanuit de industrie en andere kennisinstellingen doen de volgende partners mee: Air Liquide, Allseas, Autodesk, Damen, DEMCON, Element Materials Technology, Fokker Technologies Holding, Heerema Fabrication Group, Huisman, Jungle, Lincoln Electric, Lloyd’s Register, M2i, MX3D, OCAS, RAMLAB, Shell, Trumpf Nederland, Valk Welding, Van de Grijp International Gear Suppliers.

 

Foto: Het Duitse Gefertec richt zich met de 3D printtechnologie op grotere werkstukken. Het Nederlandse project wil echter nog zeker 10 keer groter gaan.