ie-net award voor onderzoek verbeteren oppervlakteruwheid AM-stukken
KU Leuven masterstudent Lars Vanmunster heeft de ie-net 2020 prijs gewonnen in de categorie Burgerlijk Ingenieur. Hij krijgt deze erkenning voor jonge ingenieurs van de Belgische ingenieursvereniging voor zijn onderzoek naar het verbeteren van de oppervlaktekwaliteit van metalen 3D geprinte werkstukken.
De laser als gereedschap om oppervlakteruwheden te verbeteren staat de laatste tijd in de belangstelling. Na een presentatie van onderzoek door Chinese wetenschappers tijdens de Laserpolishing conferentie in Aken en de bekendmaking van de resultaten die het Nederlandse Lionlaser hiermee boekt, blijkt de KU Leuven het idee op een andere manier in te zetten. Het grote verschil is dat Lars Vanmunster onderzocht heeft hoe je het polijsten kunt integreren in de 3D metaalprinter. Het verbeteren van de ruwheid gebeurt tijdens het additieve proces.
Lars Vanmunster (KU Leuven) onderzoekt hoe je in de metaalprinter de ruwheid 80% kunt verbeteren
In-situ laser remelting
Zodra een laag is geprint, komt de tweede laser (een gepulste nanoseconde laser) die met een schokgolf restpoeder aan de randen of op het oppervlak van het werkstuk wegblaast. Daarna wordt de laag opnieuw door de eerste laser belicht en hersmelt de bovenste laag. Het metaal vloeit dan van het hogere deel naar de lagere delen. Dat zorgt voor een gladder oppervlak, precies wat in veel toepassingen nodig is.
Tot 80 procent lagere ruwheid
Onderzoek van een aantal teststukken onder de microscroop in het AM lab van de KU Leuven wijst uit dat de ruwheid met 80% verbetert. In een toelichting op zijn project voor de ie-net 2020 prijs zegt de Leuvense masterstudent dat met deze opzet onderdelen niet alleen verbeteren maar ook goedkoper te produceren zijn met additive manufacturing. Hij is inmiddels als docotoraal onderzoeker aan de slag gegaan aan de KU Leuven om het concept door te ontwikkelen voor industriële inzet.
Aan de KU Leuven is het onderzoek gedaan met een AM machine van 3D Systems, die hiervoor werd aangepast. Het onderzoek maakt deel uit van een breder onderzoeksproject dat tot doel heeft om in-situ tot een betere oppervlaktekwaliteit en hogere nauwkeurigheid van het LPBF-proces te komen. Hiervoor combineert men in Leuven selective laser melting (LPBF Am proces) met selective laser re-melting en selective laser erosion (SLE)
