Creating intelligent manufacturing systems

Uitgelicht: een 3D geprinte scheepsschroef

Een 3D-geprinte scheepsschroef

Een aansprekend voorbeeld van 3D-printen op industriële schaal – ook bekend als additive manufacturing – is de succesvolle print van het prototype van een 400 kilo wegende metalen scheepsschroef in Rotterdam in 2017. UT-onderzoeker Tom Vaneker werkt momenteel aan een vervolgproject met enorme metalen scheepvaartonderdelen. ‘De mogelijkheid om zeer grote objecten uit één stuk razendsnel op locatie te kunnen produceren biedt de maakindustrie grote kansen. In het geval van een scheepsschroef: een schip dat op zee problemen heeft met de schroef hoeft straks maar de specificaties door te mailen en nog voordat het in de haven is teruggekeerd ligt er een vers geprinte schroef klaar. De productiesnelheid van de gebruikte technologie ligt 10 tot 100 keer hoger dan die van conventionele productiemethoden. Bovendien zijn de onderhoudsvriendelijkheid en de duurzaamheid van geprinte objecten grensverleggend, onder meer omdat ze maar uit één onderdeel kunnen bestaan.’

Aim2XL: 3D-printen voor de maritieme industrie

De scheepsschroef werd geprint in de context van een van de onderzoeksprojecten waarbij o.a. Vaneker namens de UT is betrokken, Aim2XL (Additive Manufacturing for Extra Large Metal Components). Het project richt zich op het printen van grote metalen scheepvaartonderdelen van één tot 10 meter groot. Hoewel de productie van een sleepbootschroef inmiddels in volle gang is, vraagt de doorontwikkeling van de gebruikte techniek, ‘direct metal deposition’, nog om veel onderzoek. Bijvoorbeeld op het gebied van materiaaleigenschappen. Vaneker: ‘Binnen één geprint product treden verschillen op in de fysische eigenschappen van het materiaal. Dat kan onder andere kwaliteits- of veiligheidsrisico’s tot gevolg hebben. We weten nog onvoldoende over de effecten en preventie daarvan. Ook de nauwkeurigheid is nog niet optimaal: voor het gebruiksklaar maken van zo’n scheepsschroef is nu nog veel handmatige nabewerking nodig, zoals freeswerk. Maar het zijn obstakels die we denken te kunnen overwinnen, waardoor deze 3D-printtechnologie op termijn een volwaardige plaats zal innemen tussen andere productietechnologieën.’  

3D2SKY: 3D-printen voor de vliegtuigindustrie

Dat geldt ook voor het eind 2017 gestarte Fraunhofer Project center project for Aeronamic companies onder de naam 3D2SKY, dat zich specifiek richt op het bereiken van hogere kwaliteit en nauwkeurigheid bij het printen van complexe onderdelen voor de vliegtuigindustrie. Vaneker: ‘De metaalprinttechniek die we bij 3D2SKY inzetten, poederbedtechnologie, is nog duur en traag. Maar ook hier is het potentieel groot. Denk maar eens aan het in één keer printen van vliegtuigmotoronderdelen die nu nog uit twintig verschillende componenten bestaan. Zelfs als de productie duurder is, bespaar je enorm veel op zaken als onderhoud en montage. In potentie is de levensduur van zo’n product veel langer. Die voordelen kunnen we nu nog niet garanderen, maar we werken er hard aan om dit soort technieken tot certificeerbare productiemethoden door te ontwikkelen, zodat de industrie alle voordelen volledig kan benutten.’

Meer weten? Neem contact op met onze faculteit Engineering Technology.