Verkenning van de mogelijkheden van grootschalige additieve productie

4 minuten leestijd

Large-Scale Additive Manufacturing (LSAM) kan zorgen voor een verbeterde efficiëntie, kosteneffectiviteit en ontwerpflexibiliteit voor composietuithardingsgereedschappen, voor toepassingen in de lucht- en ruimtevaart. NLR exploiteert al enige tijd met succes een eigen LSAM-opstelling en neemt actief deel aan verschillende projecten waarin dit proces onderzocht wordt. In een whitepaper gaat NLR in op de complexiteit en uitdagingen, maar wordt eveneens uitgelegd hoe het volledige potentieel van de LSAM-technologie benut kan worden.

De lucht- en ruimtevaartindustrie maakt een ongekende groei door, gedreven door de toenemende vraag naar vliegreizen, ontwikkelingen in de ruimtevaart en de behoefte aan zuinigere en milieuvriendelijkere vliegtuigen. In een sector waarin veiligheid, prestaties en betrouwbaarheid essentieel zijn, spelen productieprocessen een cruciale rol. De ontwikkeling en productie van productiemallen voor de lucht- en ruimtevaart, zoals uithardingsgereedschap voor composietmaterialen, is van cruciaal belang om de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van vliegtuigonderdelen te garanderen. Bovendien groeit de vraag naar geavanceerdere, lichtere en geometrisch complexere lucht- en ruimtevaartcomponenten. De sector heeft daarom behoefte aan apparatuur en technieken voor de productie van gereedschappen die kunnen evolueren en aan deze behoeften kunnen voldoen.

Transformatieve verschuiving

Bij de productie van gereedschappen voor de lucht- en ruimtevaart wordt traditioneel gebruikgemaakt van conventionele materialen en productietechnieken, zoals CNC-bewerking van metalen en de opbouw van vezelversterkte composieten. Deze processen zijn vaak tijdrovend en duur en leggen beperkingen op aan de complexiteit van het ontwerp. Nu, met de opkomst van Large-Scale Additive Manufacturing (LSAM), zijn verschillende industrieën getuige van een transformatieve verschuiving in de gereedschapsproductieprocessen, omdat het kansen biedt om de productie van gereedschappen te revolutioneren.

LSAM, ook wel FGF (Fused Granulate Fabrication) of BAAM (Big Area Additive Manufacturing) genoemd, heeft de industrie radicaal veranderd door de productie van complexe structuren op een grotere schaal dan ooit tevoren. Daarnaast zijn de kortere doorlooptijden en het lagere materiaalverbruik belangrijke voordelen van dit additive manufacturingproces, omdat het fabricage in vrijwel de uiteindelijke vorm mogelijk maakt, met weinig materiaalverspilling.

Bij dit proces wordt de grondstof, aanvankelijk in de vorm van korrels of pellets, in een verwarmde extruder gevoerd, waar deze in verschillende fasen of verwarmingszones smelt. Vervolgens wordt het gesmolten materiaal laag voor laag aangebracht om het gewenste object te creëren. De extruder wordt doorgaans gemonteerd op een robotarm of een portaalsysteem dat de noodzakelijke bewegingen kan uitvoeren om de uiteindelijke 3D-vorm te verkrijgen.

NXTGEN: Verbeteringen aan het LSAM-apparatuur

Sinds de overname van de LSAM-opstelling in januari 2023 neemt NLR actief deel aan verschillende projecten die gericht zijn op het verkennen van deze technologie. In mei 2023 werd een baanbrekende initiatief gelanceerd genaamd NXTGEN E – Microfactory voor e-mobility, waaraan NLR als partner deelnam. De komende vier jaar gaat NLR onderzoek doen naar verbeteringen aan de LSAM-apparatuur om de productie-efficiëntie en betrouwbaarheid van hoogwaardige thermoplasten te verbeteren. Om haar doelen te bereiken werkt NLR samen met gerenommeerde partners zoals CEADLEAM en Airtech.

CEAD is een Nederlands technologiebedrijf dat de bakens verzet met betrekking tot grootschalig 3D-printen. NLR werkt met een van hun machines en werkt voortdurend samen met CEAD aan verdere integratie van LSAM-technologie in de lucht- en ruimtevaartindustrie.

LEAM is een spin-off van de Technische Universiteit München. De oprichters van LEAM hebben een technologie ontwikkeld waarbij materiaal met licht verhit wordt. Zo is additive manufacturing mogelijk voor de meest veeleisende toepassingen. NLR zal deelnemen aan het pilotproject voor de aanschaf en het testen van een van de eerste DEMEX-apparaten (Directed Energy Material Extrusion), dat dienstdoet als apparatuur voor het voorverwarmen van substraten.

Airtech is een leverancier van materialen met bijna 50 jaar ervaring in extrusie en voegt nu tevens waarde toe aan grootschalige additive manufacturing met zijn Dahltram® Tooling Resins. Hiermee voldoet het aan de behoefte aan een lagere CTE en een robuustere levensduur bij lage of hoge temperaturen, inclusief gebruik in een autoclaaf. NLR werkt met het Dahltram I-350CF-materiaal van Airtech, dat geschikt is voor toepassingen met hoge temperaturen (212°C) en waarvan is bewezen dat het bestand is tegen meer dan 500 verhittingscycli zonder significante degradatie.

Kijk voor meer informatie

op www.nxtgenhightech.nl.

Voor aanvullende informatie over Additive Manufacturing kunt u deze link raadplegen. U kunt hier ook gratis het whitepaper downloaden om meer te weten te komen over de complexiteit, uitdagingen en het potentieel van het LSAM-proces: NLR Whitepaper LSAM.

Laatste nieuws

NLR Marknesse - June 2018
NLR corporate

17 april 2025

Benoeming nieuw bestuur voor Koninklijke NLR

De Raad van Toezicht van NLR – Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum heeft Tineke van der Veen, Jan Lintsen en Martin Nagelsmit per 1 juni 2025[1] benoemd tot het nieuwe collegiale bestuur van de toegepast onderzoeksorganisatie. Hiermee nemen zij de verantwoordelijkheden over van de huidige algemeen directeur Michel Peters die met pensioen gaat. Een toenemende complexiteit […]
NLR corporate

09 april 2025

Welkom op onze nieuwe website

Welkom op onze nieuwe website Kom meer te weten over ons onderzoek en ontwikkelingen, gepresenteerd op een moderne en eigentijdse wijze. Onze experts werken dagelijks aan innovatieve projecten om de lucht- en ruimtevaart veiliger, duurzamer en efficiënter te maken. We delen hier onze kennis en ervaringen over onze projecten en onderzoeken, inclusief de achtergronden, ontwikkelingen […]
Duurzaamheid en Milieu

14 maart 2025

NLR en Cryoworld werken samen aan vliegen op vloeibaar waterstof

NLR heeft de ambitie om binnen afzienbare tijd een bemande vlucht op vloeibare waterstof uit te voeren. Om dit mogelijk te maken, zal NLR zijn elektrisch aangedreven onderzoeksvliegtuig, de Pipistrel Velis Electro, uitbreiden met een waterstof-aandrijflijn. In december 2024 nam NLR een belangrijke stap door een samenwerking aan te gaan met zepp.solutions voor de ontwikkeling van een […]