ApplicationsTechnology

3D geprinte vluchtsimulator: korte doorlooptijd dankzij variabele printnozzle

Alle onderdelen in een maand tijd geprint met Q.BIG Queen 1 printer

In plaats van maanden wachten en fors investeren in tooling, heeft het Duitse Reiser Simulation and Training de cockpit van een vluchtsimulator van een Airbushelikopter laten 3D printen. Het zijn met name de afmetingen die in het oog springen. De cockpit van de simulator meet 2,26 bij 1,78 bij 1,70 m. Gewicht zo’n 200 kilogram. De variabele nozzle waarmee Q.Big 3D print is bij zo’n project een voordeel.


Voor het 3D printen heeft Reiser Simulation and Training het printservicebureau Murtfeldt Additive Solutions in Tübingen ingeschakeld. Dat 3D print onder andere met de Queen 1 van Q.BIG 3D, een groot formaat VFGF printer (Variable Fused Granulate Fabrication). De langste buildjob heeft zo’n 100 uren in beslag genomen. Het printen van alle onderdelen samen heeft een maand gekost. Murtfeldt AS verwacht dat bij een vervolgproject de doorlooptijd korter zal zijn omdat het proces inmiddels is geoptimaliseerd.


Gereedschaploze productie van vluchtsimulator met Q.BIG 3D granulaat printer


Meerdere voordelen

Michael Ortmann van Reiser Simulation and Training, verantwoordelijk voor ontwerp en ontwikkeling, benadrukt dat 3D-extrusieprinten een aantal potentiële voordelen biedt: “Extreem korte time-to-market, hoge bouwsnelheid, lichtgewicht constructie, functionele integratie en kosteneffectieve productie zonder dat er mallen nodig zijn.” Door slim te designen heeft men functies kunnen integreren, zoals kabelgoten.  Maatnauwkeurigheid is van fundamenteel belang voor schroefbevestigingen en nauwkeurig pennen. Hiervoor heeft Q.BIG 3D de vervorming van de grote en complexe componenten in de Queen 1 onder controle. Het systeem print met nauwe toleranties en hoge oppervlaktekwaliteiten. Een aantal componenten is naderhand nog nabewerkt voor een gladder oppervlak.


Variabele nozzle

De herhaalnauwkeurigheid van de Queen 1 heeft mede te maken met de actieve temperatuurregeling in de 3D printer. De temperaturen van niet alleen de bouwruimte maar ook het volledige mechanische systeem worden constant gehouden, ongeacht temperatuurschommelingen in de productiehal zelf. Het belangrijkste kenmerk is evenwel de variabele nozzle van het Queen 1 systeem. De snelle bouwsnelheden van de Queen 1A zijn te danken aan een variabele nozzle besturingssysteem, dat zich aanpast aan de specifieke kenmerken van elke geometrie: Delicate gebieden van de onderdelen worden opgebouwd in de normale nozzle-modus. Grote opvulvlakken op de dikke pilaren van de cockpit worden echter in een snelle turbomodus opgebouwd om de opbouwtijd te verkorten en tegelijkertijd de stabiliteit te vergroten. De modi wisselen automatisch op de Queen 1. In termen van ontwerp specificeerde Reiser gevoelige gebieden voor de nozzlecontrole: er werd bijvoorbeeld massief materiaal gespecificeerd op de bevestigingspunten van de deurscharnieren. Dit zorgt voor aanzienlijk kortere bouwtijden in vergelijking met continu gebruik van de spuitmond en voor een materiaalbesparende lichtgewicht constructie van de 3D-componenten.


Materiaalkeuze

Murtfeldt AS heeft de onderdelen geprint met een gedeeltelijk aromatisch polyamide met 25% glasvezel (Q.mid GF25) voor het cockpitframe. Met 0% vezels in de lengterichting en 0,2% vezels in de dwarsrichting heeft dit materiaal een bijzonder hoge maatvastheid, hoge temperatuurstabiliteit tot 200°C, hoge stijfheid en uitstekende verfbaarheid. Q.mid GF25 is gekwalificeerd voor talrijke toepassingsgebieden. Het gaat hier om granulaat, per kilogram aanzienlijk goedkoper dan filament. De afgewerkte cockpit kreeg een laatste laag matzwarte verf (doorlooptijd ongeveer twee weken) zodat er geen hinderlijke lichtreflecties optreden in de simulator.




Back to top button