Delcam onderzoekt samen met een aantal partners, waaronder Airbus, het potentieel van een nieuwe additive manufacturing technologie voor het produceren van titanium vliegtuigonderdelen. De 3D-print techniek, Rawfeed, versnelt het productieproces met een factor 50 en reduceert de hoeveelheid materiaalverlies tot eenderde.

 

Portaalmachine voor 3D-printen van titanium vliegtuigonderdelen

 

Rolling Assisted Wire Feed Direct Deposition for Production of High Value Aerospace Components: een mondvol, maar zo noemen de Britten de 3D-print techniek. Afgekort spreken ze over Rawfeed. Met een lastoorts smelten ze titanium draad zodat een continu smeltbad neerslaat op een titanium bouwplatform. Zodra de eerste laag is opgebouwd, laat men deze afkoelen en wordt de laag ‘aangedrukt’ met een rol om de mechanische eigenschappen te verbeteren. Dat gebeurt laag na laag, totdat de vliegtuigcomponent klaar is. Voor het aandrukken van het materiaal gebruikt men een wrijvingslasmachine. Dit is een eerder ontwikkelde portaalmachine, die over voldoende krachten beschikt voor het koud rollen van het materiaal. Delcam heeft de besturingssoftware ontwikkeld, die zeer nauwkeurig moet werken om tot de juiste geometrische vorm van het product te komen. De universiteit van Bath is betrokken om een meetsysteem te ontwikkelen dat de opbouw laag voor laag meet en zo de kwaliteit van het 3D-geprinte titanium onderdeel kan garanderen.

 

Warmtebehandeling voorkomen

Het concept van het ‘aandrukken’ van de opgebouwde laag met een rol, is afkomstig van Cranfield University. In een eerder onderzoeksproject heeft deze universiteit ook al onderzoek gedaan naar het aandrukken van 3D-geprint titanium met rollen om zo interne spanningen in het materiaal te verminderen. Dit leidt tot verbeterde isotropische en mechanische eigenschappen, minder spanningen en voorkomt eventueel warmtebehandeling na het 3D-printen.

 

Het team dat de technologie ontwikkelt.

Het team dat de technologie ontwikkelt.

Groot potentieel

Tot nog toe brengt men met de Rawfeed 3D-printtechniek de hoeveelheid materiaalverlies terug van 80 tot 90 procent bij de huidige productietechnieken naar 30 tot 35 procent bij 3D-printen. Hoewel het project nog tot het eind van het jaar duurt, is Curtis Carson, hoofd manufacturing engineering bij Airbus Group, enthousiast over de resultaten. “Arbus produceert momenteel ongeveer voor 250 miljoen pond van dit soort titanium onderdelen. De besparingen door het verminderen van het materiaalverlies en de hogere productiviteit zijn enorm. Dit bevestigt het potentieel dat additive manufacturing heeft voor industriële toepassingen. Rawfeed kan de manier waarop deze hoogwaardige aerospacecomponenten worden geproduceerd, ingrijpend veranderen.

Het onderzoek is een van de vele projecten in het kader van Innovate UK, een door de Britse overheid gesubsidieerd programma om de maakindustrie nieuwe impulsen te geven.