Schall zorgt voor een revolutie in 3D-printen: componenten voor de luchtvaart stabieler en nauwkeuriger!

Schall zorgt voor een revolutie in 3D-printen: componenten voor de luchtvaart stabieler en nauwkeuriger!

De uitdagingen bij het 3D-printen van componenten voor veiligheidsrelevante gebieden zoals de lucht- en ruimtevaart en de voertuigbouw zijn aanzienlijk. Ondanks geavanceerde technologieën worden deze componenten zelden gebruikt vanwege kwaliteitsproblemen. Een onderzoeksteam van de leerstoel Manufacturing Engineering aan de Universiteit van Saarland, onder leiding van professor Dirk Bähre, heeft waardevolle vooruitgang geboekt bij het verbeteren van de kwaliteit van componenten.

Onder leiding van promovendus Oliver Maurer wordt geluid gebruikt in een nieuw proces om de kwaliteit van kleine metalen componenten bij poederbed 3D-printen te verbeteren. Volgens een rapport van de Universiteit van Saarland wordt geluid gebruikt om metaalpoeder tijdens het smeltproces door een laser te verdichten. Dit leidt tot een verhoogde stabiliteit en homogeniteit van de geproduceerde componenten, wat cruciaal is voor de verdere toepassing ervan. Door een luidspreker in de 3D-printer te integreren, ontstaan ​​gerichte trillingen die de eigenschappen van het geprinte materiaal aanzienlijk verbeteren.

Kwaliteitsverbeteringsprocedures

Het gebruik van geluidsgolven is vergelijkbaar met het verdichten van beton. De gerichte geluidstrilling zorgt ervoor dat de metaalpoederdeeltjes dichter bij elkaar komen. De laser smelt het verdichte poeder, wat resulteert in een verfijnde kristalstructuur en verbeterde sterkte. Uit rapporten blijkt dat deze methode niet alleen de holtes minimaliseert, maar ook de microstructuur van componenten optimaliseert en de geometrische nauwkeurigheid vergroot. Minder poriën en een homogener oppervlak zijn het resultaat van deze innovatieve technologie.

Een ander voordeel is de snellere beschikbaarheid van de componenten, omdat de nieuwe werkwijze minder nabewerking vereist. Studies tonen aan dat de geluidstrillingen het smeltproces beter gecontroleerd maken, wat de interne spanning van de componenten zou kunnen verminderen. Dit is met name van belang voor kleine, complex gevormde componenten die in de medische technologie bijvoorbeeld voor prothesen worden gebruikt.

Het proces is niet alleen geschikt voor bepaalde legeringen, maar kan ook worden toegepast op andere metaalsoorten. Maurer heeft al wetenschappelijke artikelen over deze technologie gepubliceerd en zoekt actieve partnerbedrijven om het proces verder te ontwikkelen en in de praktijk toe te passen.

Luchtvaartvooruitzichten

In de lucht- en ruimtevaartsector vertrouwen bedrijven als Trumpf op additieve productie om componenten lichter en stabieler te maken. Additieve technologie heeft nu een marktaandeel van meer dan 20% op dit gebied en helpt de hoge transportkosten naar de ruimte te minimaliseren. State-of-the-art processen zoals Laser Metal Fusion (LMF) en Laser Metal Deposition (LMD) maken nauwkeurige ontwerpen mogelijk waarbij materiaal specifiek alleen wordt gebruikt waar het nodig is. Zo werd een houder voor communicatiesatellieten 55% lichter gemaakt zonder aan stabiliteit in te boeten.

Talloze bedrijven erkennen de waarde van verbeterde 3D-printtechnieken voor veiligheidskritische toepassingen. De ontwikkelingen aan de Universiteit van Saarland bieden veelbelovende benaderingen voor het oplossen van bestaande problemen en het openen van nieuwe markten.