Fraunhofer ILT toont oplossingen die AM meer concurrerend maken

Fraunhofer ILT toont dit jaar op Formnext drie oplossingen die additive manufacturing aanzienlijk rendabeler kunnen maken. Het onderzoeksinstituut benadert AM niet alleen vanuit het perspectief van het onderdeel, maar vanuit de hele procesketen.

“Het doel is AM economischer en daardoor concurrerender te maken”, zo vat Tim Lantzsch, hoofd van de afdeling LPBF bij Fraunhofer ILT, de boodschap van dit jaar samen. Een van de drie voorbeelden is een sensor die in het AM-onderdeel wordt geïntegreerd om realtimegegevens over de toestand te verzamelen en meteen alarm te slaan als er microscheuren ontstaan.

Ook porositeit wordt als ontwerpkenmerk voor componenten ingezet

Slimme steeksleutel

Deze laatste toepassing demonstreert Fraunhofer ILT in de vorm van een steeksleutel met een geïntegreerde, in situ geprinte rekstrook. Hiermee toont het instituut aan hoe sensoren direct tijdens het printproces in het onderdeel kunnen worden aangebracht, waardoor de functionaliteit van het gereedschap aanzienlijk wordt vergroot zonder dat er complexe assemblageprocessen nodig zijn. Het rekstrookje registreert onder belasting de vervorming en spanningsverdeling van het materiaal. “Iedereen is op zoek naar actieve sensoren, maar tot nog toe ontbreken robuuste, efficiënte processen en materialen”, zegt Samuel Fink, hoofd van de groep Thin-Film Processes bij het Akense onderzoeksinstituut. “Met deze Smart Wrench laten we zien wat vandaag al mogelijk is.” De rekstrookjes zelf en andere sensoren worden geproduceerd met inkjet-, aerosoljet- en tampondruktechnieken; ze worden daarna tijdens het LPBF-proces in de steeksleutel zelf ingebracht.

Porositeit als ontwerpkenmerk

Een tweede thema is permeabiliteit. Om metalen componenten doorlaatbaar te maken, gebruikt men tot nog toe meestal metaalschuim, fijne rasterstructuren of gesinterde filters. Onderzoekers van Fraunhofer ILT onderzoeken hoe je de porositeit van een met LPBF gemaakt metalen onderdeel kunt sturen, zodat er permeabele zones ontstaan. Als demonstratiemodel toont Fraunhofer ILT op Formnext 2026 een elektrolysecel met een poreuze transportlaag van Ti6Al4V met een geleidelijke dichtheidsverdeling. Voor de verdere werkzaamheden in het project is het gebruik van zuiver titanium (CP-Ti Grade 1) met een bijzonder laag zuurstofgehalte voorzien. “Door porositeit als ontwerpkenmerk te beschouwen, kunnen dichte en doorlatende structuren gericht worden afgestemd op de functie van het onderdeel”, zegt Alexander Neuke, wetenschappelijk medewerker bij Fraunhofer ILT. Dit is met name interessant voor waterstoftoepassingen zoals elektrolyse-installaties of brandstofcellen, waar verschillende porositeiten over de gehele dikte van het onderdeel nodig zijn. Maar ook voor filters of turbomachines zie ik een groot potentieel.”

Supersnelle schakelaar

De derde toepassing is echt bedoeld voor de AM-systemen zelf. In Aken is een Fluidic Powder Switch ontwikkeld waarmee men de poederstroom van een LMD- of EHLA-installatie in milliseconden kan afschakelen, direct bij de nozzle. Daarmee voorkomt men onnodige verspilling van duur metaalpoeder. Behalve voor het in- en uitschakelen van een poederstroom kan men de schakelaar ook inzetten als men van legering wil veranderen. Het gaat hier echt om het drukken van de kosten: de exploitatiekosten zijn ongeveer een factor drie lager dan de kosten van het metaalpoeder dat men bespaart. Deze schakelaar wordt al gebruikt door een aantal klanten die met de supersnelle EHLA-machine metalen deklagen aanbrengen.

Fraunhofer ILT staat dit jaar in hal 11.0 op Formnext (17–20 november 2026).