De zes Fraunhofer instituten die samenwerken in het project futureAM – Next Generation Additive Manufacturing verwachten dat ze in 2019 de eerste praktijktesten met de nieuwe 3D metaalprinter kunnen doen. Deze belooft een tien keer hogere productiviteit dan de huidige laser poederbed machines. Op Formnext tonen ze de meest recente ontwikkelingen. Daaronder de toepassing van het EHLA-proces in een 3D metaalprinter.

 

Fraunhofer instituten presenteren voortgang van project op Formnext

Een jaar geleden hebben zes instituten binnen Fraunhofer Gesellschaft het initiatief genomen om een compleet nieuwe procesketen te ontwikkelen voor 3D metaalprinten. Het leidend instituut in dit project is het Fraunhofer ILT in Aken. Op de vorige editie van Formnext toonden ze al een eerste concept van een compleet nieuwe laserkop voor de 3D printer. Deze heeft een werkbereik van 1000 bij 800 bij 500 mm. Vergeleken met de huidige slm-machines levert dat tien keer zo veel extra output op. De onderzoekers in Aken zijn momenteel bezig deze kop te integreren in een machine, zodat ze testen kunnen gaan doen.

De nieuwe proceskop voor het 3D printen van grote werkstukken, tot 1000 bij 1000 mm. Door de hele kop te verplaatsen kunnen nog grotere onderdelen worden geprint.

 

EHLA-technologie voor 3D vormen

Dit is echter niet de enige troefkaart van de Fraunhofer-onderzoekers. In Aken wordt ook gewerkt aan de toepassing van de EHLA-technologie (Extreme High Speed Laser Metal Deposition) voor het 3D printen van metalen componenten. EHLA is een inmiddels bekende technologie voor het snel en nauwkeurig aanbrengen van dunne lagen op rotatie-symmetrische onderdelen. In de Nederlandse offshore industrie zijn hier al toepassingen van te vinden, bijvoorbeeld bij IHC Vremac. De onderzoekers denken dat de technologie ook aangepast kan worden voor het printen van 3D vormen. Op dit moment wordt in Aken hiervoor een prototype fabriek gebouwd. Het werkstuk wordt met extreem hoge snelheden onder de EHLA-poedernozzle bewogen. Dat gebeurt met versnellingen tot 5G.

 

Het EHLA-proces wordt geschikt gemaakt voor 3D vormen in plaats van enkele rotatie-symmetrische onderdelen zoals tot nog toe het geval is.

Nieuwe vormen van procesbewaking

Omdat bij dergelijke snelle metaalprint processen kwaliteitsbewaking des te belangrijker wordt, ontwikkelt men binnen het futureAM project nieuwe methoden voor het monitoren van het 3D printproces. Hiermee wil men het proces robuuster maken. Hiervoor worden onder andere sensoren ingezet die bijvoorbeeld detecteren als support afbreekt tijdens het proces. Ultrasoon sensoren worden gebruikt om veranderingen in het proces die duidelijk faillure te detecteren. In de toekomst wil men met het in-situ meetproces bepaalde onderdelen van een printjob die slecht zijn, in een volgende belichtingssequentie nog een keer belichten om zo deze delen te repareren.

De Fraunhofer instituten die samenwerking in dit project zijn naast het ILT in Aken het IWU in Chemnitz, IWS in Dresden, IGD in Darmstadt, IAPT in Hamburg en IFAM in Bremen. Ze presenteren de voortgang van het futureAM project op Formnext in Frankfurt (13-16 november).