Additive manufacturing schept een heel nieuwe kijk op de rol van materialen. Kun je zogenaamde mechanische metamaterialen verwerken met 3D-printen? En welke mogelijkheden biedt keramiek als je deze productietechnologie inzet? Of kun je additive manufacturing nu eindelijk ook inzetten voor grote onderdelen, bijvoorbeeld structuurcomponenten van een vliegtuig?

Britse onderzoeker presenteert 3D-printen grote metalen structuurcomponenten

De programma van de tweede editie van de 3D Printing Materials Conference in Maastricht is rond. De metamaterialen komen in de keynote lezing van professor Martin van Hecke van Leiden Institute of Physics / AMOLF aan bod. Sinds 2008 houdt hij zich bezig met onderzoek naar deze materialen, die kunnen vervormen dankzij hun structuur en daarna weer dezelfde uitgangsvorm kunnen aannemen. De laatste tijd richt zijn onderzoek zich vooral op het ontwerpen en relatief eenvoudig vervaardigen van deze materialen, die een complex gedrag vertonen. Is 3D-printen daar een aangewezen technologie voor? Dat is een van de vragen die Van Hecke tijdens de conferentie in Maastricht zal beantwoorden.

VIDEO: een voorbeeld van een mechanisch metamateriaal.

 

Keramische materialen

Keramische materialen vinden al langere tijd veel toepassingen in onder andere precisietechnologie. 3D-printen biedt nu de mogelijkheid om ook enkelstuks en kleinere series van dit materiaal op een rendabele manier te produceren. Stijn Lambrechts van Sirris trapt deze sessie af met een overzicht van de verschillende technieken die er zijn om keramische componenten te 3D-printen. Het probleem is dat er geen specifieke technologie bestaat, maar dat gebruik wordt gemaakt van de basisprincipes die ook voor kunststoffen en metaal worden gebruikt. En die hebben hun voor- en nadelen, met name wat betreft de afmetingen van het product. De sessie ceramics wordt daarna vervolgd door twee bedrijven die 3D-printtechnologie voor keramiek hebben ontwikkeld. In Nederland is dat Admatec Europe, de spin off die als toeleverancier keramische onderdelen print. Michiel de Bruijcker, algemeen directeur, schetst de waardeketen voor keramische 3D-print onderdelen. De andere spreker is Jürgen Brands van het Oostenrijkse Lithoz, dat zelf een 3D-printer voor keramiek heeft gebouwd. Hij laat zien hoe deze technologie ingezet kan worden als nieuwe productietechnologie voor zeer complexe onderdelen.

 

Een animatie van het WAAM-proces.

Grote metalen componenten

Tegenover de miniatuur keramische onderdelen staan de grote volumedelen uit metaal. Tot nog toe richt additive manufacturing van metalen componenten zich vooral op kleine componenten. De hybridetechnologie, bijvoorbeeld die van DMG Mori, maakt al grotere onderdelen mogelijk. Aan de Britse Cranfield University hebben ze nu een hybridetechnologie ontwikkeld speciaal voor het laagsgewijs opbouwen van grote structuurdelen, zwaarder dan 20 kilogram. Wire + Arc Additive Manufacturing (WAAM) noemen de Britten dit proces (onlangs gepresenteerd als Rawfeed). Aan de Cranfield University zijn de designregels gevalideerd voor luchtvaarttoepassingen. Het grootste voordeel is dat grote hoeveelheden materiaal neergesmolten kunnen worden, bijvoorbeeld titanium of aluminium. Daarom denken de onderzoekers dat WAAM een alternatieve technologie kan zijn voor onderdelen die nu worden gesmeed en daarna verspaand. De verspaning moet nu weliswaar ook nog plaatsvinden, maar er hoeft aanzienlijk minder materiaal te worden weggefreesd. Filomeno Martina van Cranfield University presenteert de bevindingen.

FOTO boven: enkele 3D-geprinte keramische componenten, vervaardigd door Admatec Europe.

De 3D printing materials conference vindt op 27 januari plaats in het MECC in Maastricht. Hier vind je het volledige programma inclusief de aanmeldmogelijkheden.