Krachtenbundeling in future AM: kwantumsprong 3D metaalprinten

Vijf Fraunhofer instituten én het LZN Laser Zentrum Nord willen de komende drie jaar de basis leggen voor een kwantumsprong op het gebied van 3D metaalprinten. Dat moet ertoe leiden dat de snelheid significant hoger wordt en de kosten lager. Ook de huidige begrenzingen aan het bouwvolume wil men in het futureAM project wegnemen.

 

Fraunhofer instituten en LZN: AM voorsprong Duitsland behouden

De zes projectpartners in futureAM Nex Generation Additive Manufacturing bundelen de krachten omdat ze zien dat de voorsprong die Duitsland heeft op gebied van 3D metaalprinten bedreigd wordt. Wereldwijd en in veel sectoren is er sprake van jubelstemming als het om metaalprinten gaat. Er wordt dus ook veel geïnvesteerd in R&D. Ging het tot nog toe vooral om nichetoepassingen, de doorbraak richting de serieproductie is volgens velen de volgende stap. Duitsland kan de leidende positie alleen behouden als kennisinstellingen hun kennis van metal AM gemeenschappelijk inzetten. Alleen zo kan de technologie wezenlijke stappen vooruit maken. Daarom gaan het Fraunhofer ILT, IWS, IWU, IGD en IFAM én met het LZN Laser Zentrum Nord samenwerken. Daarbij richten ze zich op digitale procesketens, schaalbare en robuuste AM-processen, materialen en systeemtechnologie en automatisering van de nabewerking.

 

Nu de grenzen van de huidige AM technologie in zicht komen, wordt het tijd om een grote stap vooruit te zetten, vinden de onderzoekers van de zes instituten. (Afbeelding: Fraunhofer). 

 

AM is al in serieproductie te vinden

Je ziet wel vaker krachtenbundeling in de additive manufacturing wereld. De zes partners in futureAM denken dat hun samenwerking anders is. Vooral de praktijkgerichtheid is onderscheidend. Daarbij vallen de instituten terug op hun eigen ervaringen. Professor Johannes Henrich Schleifenbaum, coördinator van het project en directeur Additive Manufacturing and Functional Layers bij het Fraunhofer ILT: “Velen weten niet dat er al bedrijven zijn die additive manufacturing inzetten voor serieproductie. Dat is onder andere voor de productie van tandimplantaten, medische implantaten en ook turbinecomponenten. Op basis van deze pionierservaringen willen we nu een nieuwe generatie metal AM procesketen ontwikkelen.”

 

De deelnemers krijgen bij het Fraunhofer ILT uitleg over de AM technologie. 

 

10 keer sneller 3D metaalprinten

Dat betekent praktisch dat de volledige workflow gedigitaliseerd wordt. Dat er nieuwe materialen worden ontwikkeld en innovatieve designmogelijkheden. Ook willen ze het printproces voor metalen componenten met een factor 10 versnellen. De digital twin speelt hierin een belangrijke rol. “Op basis van deze digital twins kunnen we met modellering en simulatie echte systemen optimaliseren. Bijvoorbeeld met foutdiagnose, voorspellingen over het productieproces of productoptimalisering.” FutureAM leidt tot virtuele laboratoria waarin autonome systemen de mens ondersteunen met beoordelings- en monitoring tools. Het is ook de bedoeling om binnen het futureAM project demonstrators te ontwikkelen. Bijvoorbeeld componenten die uit meerdere materialen met additive manufacturing worden geproduceerd. Elke stap in dit proces van design tot en met geautomatiseerde nabewerking wordt interdisciplinair aangepakt.

 

Geautomatiseerde nabewerking integreren

Als coördinator van het project zorgt het Fraunhofer ILT voor schaalbare en robuuste AM processen. Het Laser Zentrum Nord, dat vanaf 1 januari 2018 een Fraunhofer instituut wordt, neemt de ontwikkeling van de digitale workflow op zich. Ook het Fraunhofer IGD begeeft zich op het vlak van digitale procesketens. Het IWS houdt zich bezig met materiaalontwikkeling, samen met het IFAM. Het IWU in Chemnitz zorgt voor de inbreng van de machinebouw-ervaring en automatisering voor de noodzakelijke nabewerking.