Nieuws

Metalen componenten efficiënt 3D-printen

Wielophanging, ontworpen voor vervaardiging via additive manufacturing bij Fraunhofer EMI. (foto: Fraunhofer EMI)
Hoe efficiënt gaat additive manufacturing om met materialen, als aluminium? Wetenschappers van het Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut (EMI) in Freiburg hebben dat onderzocht. Het blijkt dat kleine besparingen per onderdeel bij serieproductie grote kostenbesparingen met zich mee kunnen brengen.

De wetenschappers onderzochten of de materiaal- en operationele kosten in vergelijking met conventionele industriële methoden te minimaliseren zijn. Dit gebeurde in het nieuwe laboratorium van Fraunhofer EMI aan de hand van een component dat echt toepasbaar zou kunnen zijn.Het nieuwe 3D-printlab heeft een van de grootste commercieel beschikbare 3D-metaalprinters, waar met selectief lasersmelten (SLM) metalen structuren met afmetingen tot 40 cm additief kunnen worden vervaardigd. Dat meldt AT-Aandrijftechniek.

Als onderdeel voor de test is een wielophanging gebruikt die bijvoorbeeld in een lichtgewicht voertuig zou kunnen worden toegepast. Op grond van hun geometrische complexiteit zijn dergelijke structuren niet conventioneel via bijvoorbeeld frezen of draaien te maken.

Minder tijd, materiaal, energie

Met het lichtere model konden de onderzoekers tijdens de productie veel op bronnen besparen omdat per onderdeel minder materiaal hoeft te worden gebruikt. Vermenigvuldigd naar een kleine serie, is minder tijd, materiaal en energie voor de productie nodig. Een besparing van de volumes door het gebruik van hogesterkte materialen biedt hierbij het grootste potentieel voor besparingen.

Met behulp van de SLM-geoptimaliseerde versie van de wielophanging werd – vergeleken met het conventionele ontwerp – 15% van de benodigde energie bespaard. Het stroomverbruik bedroeg bij het conventionele ontwerp 12 kWh, en bij het SLM-ontwerp slechts 7 kWh. Deze gemeten waarde betreft steeds één onderdeel bij serieproductie. De productietijd kon met 14% en de CO2-emissie met 19% worden verminderd. De besparing in materiaal viel met 28% nog hoger uit.

Niet alleen voor gewicht

Het 3D-printen van componenten wordt in de lucht- en ruimtevaartindustrie vaak gebruikt om gewicht en dus brandstof te besparen. Nu blijkt dat additive manufacturing dus ook zinvol kan zijn bij onderdelen die niet per se lichter hoeven te zijn. Dit omdat de productiekosten verlaagd kunnen worden.

In de toekomst willen de onderzoekers uitzoeken in hoeverre productgrootte, seriegrootte en materialen zoals titanium het efficiënt omgaan met bronnen voor het productieproces beïnvloeden.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven