Pagina 17 van: Metaal Magazine 8 – 2018

verbinding. Scandium zorgt voor een
sterker aluminium. Probleem tot nu
toe is de hoge prijs. Doordat nieuwe
mijnen opengaan, verwacht Collins
dat de prijs van Scandium gaat zak-
ken en dat doet het aantal toepassin-
gen toenemen. Ook hier wijst hij op
de toepassing in 3D-printen. Premi-
um Aerotec-dochter AP Works heeft
deze aluminiumlegering geschikt
gemaakt voor 3D-printen. Scalmalloy
(een aluminium-magnesiumlegering
met een sterkte tussen aluminium
en titanium in) is bezig aan een op-
mars als AM-materiaal.

Titanium blijft kilokiller
Bij de presentatie van het rapport
ging Collins ook in op ontwikke-
lingen bij titanium. Hij ziet hier de
vraag het komend decennium verder
toenemen, mede door het gebruik
van carbon fibers in de vliegtuig-
industrie. Daar heeft het als voor-
delen dat geen corrosie optreedt en
gewicht bespaart. Door stalen bouten
in een wide body te vervangen door
titanium bouten, wordt zo’n 220
kilo gewicht per vliegtuig bespaard.
Magnesium gaat nu pas groeien in
aerospace. Decennialang was het na-
melijk verboden door de luchtvaart-
autoriteiten. In 2015 heeft de FAA
in Amerika voor het eerst bepaalde
magnesiumlegeringen goedgekeurd
voor gebruik in vliegtuigstoelen.
“Daarmee is de luchtvaart een be-
langrijke groeimarkt voor de magne-
siumverwerkers geworden.”

Materialen uit het lab
Het rapport kijkt ook naar materia-
len die net uit de laboratoria komen.
CMC’s (ceramics matrics composites)
zijn bestand tegen hoge temperatu-
ren. GE investeert veel in onderzoek
naar de toepassing van CMC’s in
vliegtuigmotoren. Collins verwacht
vanaf 2022 een sterke groei in het
aantal toepassingen. MMC’s (de
metal matrix variant) beginnen nu
pas een hype te worden. Na een valse
start moeten ze opnieuw ontdekt
worden, waarbij de hoop onder meer
is gevestigd op het gebruik van gra-
feen en grafeenoxide. .

pregs met 30 procent verminderen,
bijvoorbeeld door robottechnologie
in te zetten. “Automatisering is de
sleutel om kosten te reduceren.” Een
relatief jonge ontwikkeling, is het
3D-printen van composieten, zoals
vezelversterkte filamenten. Dit biedt
grotere designvrijheid, maar het
positioneren van de vezels is lastig.
Ook het bouwvolume van dit type
3D-printers is nog beperkt, al heeft
het Nederlandse CEAD onlangs een
groot formaat 3D-printer voor com-

Fraunhofer IPT ontwikkelt onder andere
samen met Conbility een geautomatiseerd
systeem voor het plaatsen van fibers en
tapes. PrePro 3D werd dit jaar voor het eerst
getoond op JEC World.

Aluminiumlegeringen gaan veranderen
doordat er nieuwe legeringselementen aan
toegevoegd worden.

Omwille van gewichtsbesparing zal ook
titanium een veel toegepast materiaal blijven
in de vliegtuigindustrie.

METAAL MAGAZINE PRODUCTIETECHNIEK 17

posietonderdelen gepresenteerd (zie
kader). Collins verwacht dat tegen
2040 het 3D-printen van structuur-
delen voor vliegtuigen toegepast gaat
worden. De komende jaren zullen in
de vliegtuigindustrie de onderdelen
van vezelversterkte thermoplasten
qua volume al wel gaan toenemen.
Ook de ontwikkeling van multifunc-
tionele materialen kan de toepassing
van composieten een impuls geven,
bijvoorbeeld elektrisch geleidende
composieten. “Dan kunnen we sen-
soren en actuatoren in het materiaal
integreren.” Qua Technology Readi-
ness Level (TRL) staat deze toepassing
bovenaan (TRL 5-8); helemaal onder-
aan staan toepassingen als energie-
opslag in het materiaal en zelfher-
stellend (TRL 1-5).

Sterkere alu-legeringen
Is de rol van de lichtmetalen zoals
aluminium daarmee voorbij?
Geenszins. Maar er komen wel
andere aluminiumlegeringen.
De marktonderzoeker noemt drie
legeringselementen die bijdragen
aan de heropleving van aluminium:
lithium, Beryllium en Scandium.
De aluminium-lithiumlegering
is een van de lichtste metalen die
op dit moment voor de industrie
beschikbaar is. Naast het geringe
gewicht biedt het een hogere e-
modulus en is de vermoeiïngssterkte
hoger. Boeing wil het materiaal de
komende tien jaar stapsgewijs meer
toepassen in de nieuwe Boeing 777.
“Er zijn wel uitdagingen,” aldus Col-
lins. “Lithium wordt veel gebruikt
in batterijen en accu’s, dus stijgen
de kosten. En hoe verspaan je het en
hoe hergebruik je de spanen weer?”
Beryllium is nog een niche materiaal
waarvan het gebruik gaat groeien,
maar minder snel en omvangrijk
dan lithium en Scandium. Het onder-
zoek richt zich momenteel vooral op
het geschikt maken voor gieten. “De
toepassingen zullen de komende tien
jaar een niche blijven.” Dat is anders
bij Scandium. Door dit aan de alumi-
niumlegering toe te voegen, kunnen
meerdere knelpunten worden opge-
lost, zoals scheurvorming in een las-

16-17_veranderingen.indd 17 04-12-18 17:08