3D-geprinte koelnozzle Innogrind voorkomt slijpbrand

Een 3D-geprinte koelnozzle die slijpbrand moet voorkomen. Na jarenlang voorwerk is het Innogrind gelukt er een te ontwikkelen. De zogenoemde Innozl™ wordt inmiddels over de hele wereld verkocht.

Jos van Langh, eigenaar van Innogrind, doet al jarenlang onderzoek naar slijpbrand: oververhitting als gevolg van te zwaar slijpen. Slijpbrand zorgt voor onherstelbare schade aan het te slijpen product.

Tijdens verschillende consultancy analyses kwam hij erachter dat een tekortkomende koelmiddelverzorging bij veel bedrijven vaak de oorzaak was (en is) van slijpbrand. Het koelmiddel wordt bijvoorbeeld toegevoegd vanaf een te grote afstand tot het contactpunt of komt niet met de juiste snelheid op de juiste plaats. Daarom ontwikkelde hij de Innozl™; een koelnozzle die wordt afgestemd op het betreffende slijpproces en het koelmiddel veel nauwkeuriger in de contactzone, de plek waar het gereedschap en het materiaal elkaar raken, aanbrengt. 

3D-printen

3D-printen bleek uiteindelijk de meest ideale productietechnologie en titaan het beste materiaal. Uit de eerste testen kwam namelijk naar voren dat kunststof niet sterk genoeg was; het bleek niet bestand tegen de hoge drukken die ontstaan bij het verspuiten van koelmiddelen. Het werd dus metaal. Doordat de wanddikte 0,3 tot 0,5 mm dik moet zijn, kwam Innogrind uiteindelijk uit bij 3D-printen. “Door 3D-printen toe te passen, werden we niet belemmerd in de ontwerpmogelijkheden. Je kunt natuurlijke vormen maken zodat het koelmiddel geen obstructie ondervindt door inwendige scherpe hoeken.  Zo kunnen we de koelnozzle precies afstemmen op het productieproces van de klant.” 

Het product oogt simpel, maar volgens Van Langh zit er een uniek ontwerp achter. “Je ziet op het eerste oog een nozzle met een paar buisjes maar die buisjes zijn inwendig voorzien van een bepaalde structuur die alleen met 3D-printen aan te brengen is. Dit zorgt ervoor dat het koelmiddel niet in een vaste straal naar buiten komt maar in een laminaire straal bestaande uit heel veel kleine druppeltjes. De oppervlaktespanning van het koelmiddel wordt door het ontwerp verlaagd waardoor het koelen veel beter gaat.”

Partner

Innogrind vond in AAE een kennispartner die meedacht over het ontwerp en de productie. Dat resulteerde in een optimaal printproces van nieuw ontworpen koelnozzles. De door AAE gebruikte 3D-printtechniek heet Selective Laser Melting. Daarbij wordt een dun laagje metaalpoeder met behulp van een laser aan elkaar gesmolten. Onderdelen worden zo laagje voor laagje opgebouwd, waardoor het mogelijk is zeer complexe (inwendige) geometrieën en vrije vormen te creëren, die alleen maar met 3D printen gerealiseerd kunnen worden. Doordat het poeder gesmolten wordt, krijgen metalen onderdelen van bijvoorbeeld RVS 316L of titaan de sterkte die nodig is voor de koelnozzle.

De Innozl™ koelnozzle wordt met name geleverd aan machineproducenten en grote eindgebruikers in de metaalbewerkingsindustrie. Vanwege de hogere kosten van 3D-printen ligt de koelnozzle qua prijsniveau boven de traditionele koelnozzles, maar dat is tot nu voor geen enkele afnemer een probleem geweest. Van Langh: “We hebben gehoord dat het return on investment korter dan twee maanden is. Dat komt omdat de Innozl™ de gebruiker in staat stelt meer te produceren zonder slijpbrand, terwijl er zo’n 30 tot 60 procent minder koelmiddel nodig is. Het zorgt al met al voor een stabieler slijpproces en daar betaalt men graag wat meer voor.” 
 

Door: Kelly Bakker

Foto: Innogrind