De afdeling Mechanica van het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) reikt jaarlijks twee prijzen uit voor de beste promoties binnen de vloeistof en de vaste stof mechanica. UT-onderzoeker Björn Nijhuis wint dit jaar de Biezeno prijs binnen het domein vaste stof mechanica. Zijn onderzoek naar de toepassing van ‘directed energy deposition (DED)’ is wetenschappelijke excellent en industrieel toepasbaar. Tevens kent zijn werk een hoge mate van duurzaamheid. De uitreiking vond plaats op 30 oktober tijdens het symposium van de Graduate School of Engineering Mechanics.
Grote metalen onderdelen, met afmetingen van meerdere meters, kunnen worden vervaardigd met behulp van de additieve productiemethode genaamd Directed Energy Deposition (DED). Net als andere additieve productiemethoden biedt DED een ongekende vrijheid om complexe onderdelen te realiseren met een hoge functionele integratie. Ondanks de veelbelovende voordelen van DED, voldoen de geproduceerde onderdelen niet altijd aan de gestelde eisen. Excessieve vervormingen en ongewenste restspanningen kunnen optreden als gevolg van de manier waarop het onderdeel opwarmt en afkoelt tijdens het proces.
Om de oorsprong van dergelijke ongewenste effecten te begrijpen en uiteindelijk te kunnen verminderen, worden vaak numerieke modellen gebruikt om het proces te simuleren. Echter, conventionele DED-processimulaties zijn vaak langzamer dan het werkelijke proces, waardoor het simuleren van grote en complexe onderdelen onhaalbaar is. Het proefschrift van Nijhuis beoogt dit aan te pakken door methoden voor te stellen om zowel thermische als mechanische DED-simulaties te versnellen.
Nijhuis stelt een vereenvoudigd warmte-inputmodel voor om de thermische simulaties te versnellen. Dit model maakt gebruik van het concept van "hot element addition", waarbij nieuwe blokken materiaal met een verhoogde temperatuur in de bestaande geometrie worden toegevoegd. Op deze manier worden warmte-invoer en materiaaltoevoeging efficiënt gecombineerd. Daarnaast ontwikkelde hij een modelreductiemethode waarmee mechanische berekeningen in een groot deel van de geometrie kunnen worden versimpeld. Dit zorgt voor een aanzienlijke versnelling van deze berekeningen.
Biezeno prijs
De prijs in vaste stof mechanica is vernoemd naar Prof. Dr. Ir. C.B. Biezeno, wie een van de grondleggers is van vaste stof mechanica in Nederland. Zijn meest belangrijke werk, het boek Technische Dynamik (geschreven samen met Richard Grammel) was in zijn tijd een standaard referentiewerk voor anderen in de vaste stof mechanica en is vertaald in meerdere talen.
Het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI)
Het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) is dé beroepsvereniging van ingenieurs in Nederland en bestaat dit jaar maar liefst 175 jaar. KIVI zet zich in voor het ondersteunen van ingenieurs in hun beroepsuitoefening, het zichtbaar maken van hun werk en het leggen van verbindingen tussen ingenieurs en de samenleving.
Meer informatie
Het onderzoek van Nijhuis is uitgevoerd onder begeleiding van promotoren prof. dr. ir. Ton van den Boogaard en dr. ir. Bert Geijselaers en copromotor dr. ir. Jos Havinga, de promotie was op 22 juni 2023. Het proefschrift staat online.
Foto v.l.n.r.:
Prof. Dick van Campen, voorzitter van de jury
Dr. Conrad Hessels, bestuurslid van de sectie Mechanica van het KIVI
Dr. ir. Björn Nijhuis (UT, Faculteit Engineering Technology)
Prof. dr. ir. Ton van den Boogaard (UT, Faculteit Engineering Technology)
