Technology

EHLA 3D: turbo metaalprinttechnologie voor turbines

3D variant van high speed lasercladden haalt 200m per minuut

Metalen werkstukken tot 25 kilogram 3D printen met een snelheid die 100 keer zo snel is als bestaande DED-technologie en een nauwkeurigheid van 100 micrometer: dat zijn de eerste resultaten die Fraunhofer ILT en machinebouwer Ponticon halen met de 3D variant van EHLA, oorspronkelijk ontwikkeld voor het snel en nauwkeurig aanbrengen van deklagen als alternatief voor hardchromeren.


Op Formnext laten het Fraunhofer ILT in Aken en Ponticon uit Wiesbaden de eerste resultaten van het onderzoeksproject EHLA 3D zien. “Er moet nog veel experimenteel en empirisch voorbereidend werk worden gedaan. Maar de eerste belangstellenden uit de industrie hebben al voelsprieten uitgezet”, zegt Jonathan Schaible, onderzoeksmedewerker bij het Fraunhofer ILT. “Wij zijn op de goede weg.”

Fabrikanten turbocomponenten tonen interesse in snelle en nauwkeurige metaalprinttechnologie

3D printen met EHLA
EHLA (Extreme Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen) wordt sinds enkele jaren succesvol in de markt gezet als alternatief voor inmiddels in de EU verboden hardchroom deklagen. Met deze techniek kan men zeer snel – 50 tot 500 meter per minuut versus 0,5 tot 2 meter bij klassiek cladden – een deklaag aanbrengen. Dat gebeurt ook nog eens nauwkeurig: de minimale laagdikte is 25 micrometer (tegen minstens 500 bij lasercladden). Sinds vier jaar werkt een onderzoeksteam in Aken aan de ontwikkeling van een 3D variant. Daarvan worden over enkele weken op Formnext de eerste resultaten getoond. EHLA 3D biedt verschillende unieke voordelen op het gebied van procestechnologie: hoge opbouwsnelheden, grote flexibiliteit en materiaaldiversiteit en, tegelijkertijd, hoge precisie. “In de nabije toekomst moeten zelfs complexe zeer fijne structuren gemakkelijk en kosteneffectief op grote schaal kunnen worden geproduceerd,” zegt Jonathan Schaible.

Tripod aandrijfconcept

Het eerste prototype van de machine is al in gebruik. Dit prototype is samen met Ponticon in Wiesbaden gebouwd. Onder de naam pE3D wordt de machine in de markt getoond. Bijzonder is dat men als kinematisch model voor de aangedreven assen een tripodconstructie heeft gekozen, een concept dat ooit als hexapodvariant beloftevol was in de verspaning maar in die sector nooit echt is doorgebroken. De laserkop heeft een vaste positie, het werkstuk beweegt. “Het speciale ontwerp compenseert de traagheidskrachten grotendeels. Het bouwplatform kan zeer snelle en precieze bewegingen maken zonder grote trillingen te veroorzaken”, vat de onderzoeker de voordelen samen. Dit resulteert tot nog toe in een machine die tot 25 kilo zware werkstukken 3D print en elke minuut tot 100 micrometer materiaal opbouwt met een snelheid van 200 meter per minuut. Bij de klassieke Directed Energy Deposition (DED) installaties komt men niet verder dan 0,5 tot 2 meter per minuut, met laagdikten van minstens 500 micrometer.

Presentaties op conferenties en Formnext
De sector die al belangstelling heeft, is het industrieconsortium ICTM International Center for Turbomachinery Manufacturing. Hieraan nemen bekende namen uit de turbinebouw voor luchtvaart en andere segmenten deel. Zowel publieke als individuele projecten met bedrijven worden momenteel voorbereid. Deze week (1-5 november) presenteert Jonathan Schaible de technologie al tijdens de online conferentie ICAM 2021. Volgend jaar mei (4-6 mei) vindt in Aken het internationale lasercongres AKL ’22 plaats. En over enkele weken zijn de projectmedewerkers aanwezig op Formnext in Frankfurt.

Back to top button
Gratis e-mailnieuwsbrief en kwartaalmagazine

Gratis e-mailnieuwsbrief en kwartaalmagazine

Schrijf je hier in voor de wekelijkse e-mailnieuwsbrief. Je ontvangt dan tevens vier keer per jaar het magazine, digitaal of print. 

You have Successfully Subscribed!