Technology

AM R&D Day haalt onderzoekparels uit de Benelux voor het voetlicht

VUB geeft alvast voorproefje tijdens ledenevent van Flam3D

Flam3D trapt ook dit jaar de 3D Delta Week af met de AM R&D Day. Onderzoeksinstellingen op het vlak van additive manufacturing presenteren zich met hun projecten; bedrijven kunnen aanhaken. Er gebeurt namelijk veel onderzoek naar AM in de Benelux. De Vrije Universiteit Brussel gaf tijdens het laatste ledenevent van Flam3D alvast een aftrap.


De Vrije Universiteit Brussel (VUB) ligt waarschijnlijk niet bij de meesten vooraan op de tong als gevraagd wordt naar een universiteit die met onderzoek rond additive manufacturing bezig is. Nochtans is de AM Research Group actief, zowel met metaal als polymeren. En dat al meer dan 10 jaar: in 2012 startte het VUB AM Research Lab. De Brusselse onderzoekers willen onder andere 3D metaalprinten sneller laten landen in de industrie. Hun oplossing: slimme componenten maken met AM, aldus professor Dieter De Baere tijdens de Flam3D bijeenkomst. Additive manufacturing leent zich als geen andere technologie om sensoren slim te integreren.

Belasting op structuurdelen meten

Een voorbeeld hiervan is de aan de universiteit ontwikkelde eSHM technologie, Effective Structural Health Monitoring, inmiddels gepatenteerd. “We integreren een monitoring systeem in het structuurdeel om de integriteit van het onderdeel tijdens de levensfase te monitoren.” In het materiaal wordt op kritische plaatsen een capillair aangebracht. Dit wordt vacuüm gezogen. Aan de buitenkant wordt een zeer nauwkeurige druksensor geplaatst. Zodra deze een drukverandering signaleert, duidt dit op het ontstaan van microscheuren in het materiaal die uiteindelijk tot materiaalmoeheid en breuk zullen leiden. “We werken hieraan met grote bedrijven. Het systeem is robuust”, aldus Dieter De Baere. “De data zijn eenduidig te interpreteren.” Met deze technologie kunnen bedrijven een stap zetten naar voorspellend onderhoud. En zonder additive manufacturing zou dit onmogelijk zijn. “eSHM kan alleen met AM. Met andere technieken is dit onmogelijk of toch zeker erg lastig.”


Op 27 maart vindt de tweede editie plaats van de Additive Manufacturing R&D Day, onderdeel van 3D Delta Week. Een dag lang wisselen onderzoekers onderling maar ook met vertegenwoordigers van de industrie informatie uit waar ze mee bezig zijn. Het doel van deze R&D Day, die Flam3D organiseert bij het Mikrocentrum, is de samenwerking tussen onderzoekscentra onderling én met het bedrijfsleven stimuleren.


Zelf ontwikkelde hybride AM-systeem

Aan de VUB wordt veel technologie zelf ontwikkeld. Bij additive manufacturing ligt de focus op DED-technologie. Zo is er een eigen metaal AM-systeem ontwikkeld voor de onderzoeken. Het gantrysysteem maakt de productie van grote componenten mogelijk. In een aantal projecten wordt gekeken hoe je additieve en subtractieve technologie combineert; alleen dat te printen wat echt nodig is. Deze hybridetechnologie wordt ontwikkeld in twee projecten: HyLaForm en HiPass. In dit laatste project gaat het erom de ruwheid van 3D geprinte onderdelen te reduceren zodat ze nauwkeuriger worden. “Als je bepaalde locaties nog wilt bereiken na het printen, heeft een hybridemachine belangrijke voordelen”, legt Dieter De Baere uit. Het verbeteren van het oppervlak gebeurt met een laser.


10 assen simultaan aansturen

De machine hiervoor is zelf ontwikkeld; deze wordt aangestuurd door de Bosch Rexroth MTX besturing. Via de twee kanalen van deze besturing worden in totaal 10 assen aangestuurd, waaronder de laser die het poeder smelt. De VUB heeft zelf een systeem ontwikkeld om met een frequentie van 2000 samples per seconde parameters te loggen zoals de positie van de kop, de snelheid, het laservermogen, het opgenomen vermogen van de spindelmotor en het koppel. Op die manier wordt van elk onderdeel een digitale tweedeling gecreëerd, inclusief de historie van de temperatuur en de geometrie. Deze data worden weer gebruikt om het proces verder te onderzoeken en te verbeteren.Een van de bevindingen van de Brusselse onderzoekers is dat door de oppervlakteverbetering ook de vermoeiïngseigenschappen van het materiaal verbeteren. Deze verbeteren met zo’n 30%.

Zelf herstellende materialen

Een derde interessant project dat de VUB tijdens het ledenevent van Flam3D presenteerde gaat over het gebruik van zelfherstellende kunststoffen. Bijzonder hieraan is dat de kunststoffen zelfs bij een flinke beschadiging, bijvoorbeeld door midden snijden, bij lage temperatuur weer een homogeen materiaal vormen. Verder gebeurt er onderzoek naar corrosiegevoeligheid van AM-werkstukken en simulatie van AM-processen. De onderzoeksgroep staat, aldus professor De Baere, open voor samenwerking met partners uit de industrie.

Back to top button