Universiteit van Sheffield sluit zich aan bij consortium voor 3D-printen in metaal

De Britse Universiteit van Sheffield sluit zich aan bij INTEGRADDE. Dit Europese consortium heeft als doel de betrouwbaarheid, snelheid en kwaliteit van additieve productietechnieken te verbeteren.

INTEGRADDE is een Europees consortium waaraan 26 partners uit 11 verschillende landen deelnemen. Eén van de deelnemers is het Nederlandse MX3D, onder meer bekend van het 3D-printen van bruggen. Andere deelnemers zijn onder meer de bedrijven Atos, AcelorMittal, DataPixel, Loiretech en Prima Industries. Ook een reeks universiteiten is betrokken bij het consortium, waaronder de Brunel University Londen, het Imperial College Londen, de Portugese Universiteit van Coimbra en de Zweedse University West. 

Direct Energy Deposition

Het INTEGRADDE project is gericht op de ontwikkeling van een intelligente datagedreven pijplijn voor de productie van gecertificeerde metalen onderdelen via Direct Energy Deposition (DED). DED is een 3D-printtechniek die specifiek bedoeld is voor het printen van metalen onderdelen. Bij DED kunnen twee soorten ruw materiaal worden gebruikt: metaalpoeder of metaaldraad. Beide worden door een spuitmond geduwd en hier verwarmd tot hun smeltpunt, waarna het materiaal op een printbed worden geprint. Door lagen op elkaar te printen is het mogelijk laag voor laag een object op te bouwen. 

Het hoofddoel van INTEGRADDE is de ontwikkeling van een end-to-end oplossing die de potentie van DED-processen kan aantonen voor de productie van grootschalige gecertificeerde metalen onderdelen in de metaalbewerking. Het project moet tot de ontwikkeling van een nieuwe productmethodologie leiden die het mogelijk maakt de betrouwbaarheid, kwaliteit en produceerbaarheid van een metalen component te garanderen vanaf het initiële productontwerp. 

Subdoelstellingen

Binnen het project zijn verschillende subdoelstellingen opgesteld:

• De ontwikkeling van pilotfabrieken op basis van DED-processen, waarbij additieve productie wordt gecombineerd met bestaande productietechnologieën voor de productie van verschillende metalen onderdelen.
• De ontwikkeling van een nieuwe datagedreven pijplijn die het ontwerp, simuleren en planning van de productie voor additieve productie ondersteunt. 
• Het implementeren van een Quality-by-Design productiestrategie op basis van real-time beheersystemen, inline kwaliteitscontroles en een minimaal gebruik van ruwe materialen. 
• De implementatie van een digitaal end-to-end engineering concept.
• Het demonstreren van de INTEGRADDE aanpak in verschillende pilotproductielijnen voor de productie van gecertificeerde metalen componenten.

Pilotproductielijnen

Voor deze pilotproductielijnen werkt INTEGRADDE samen met fabrikanten uit verschillende sectoren. In totaal worden vijf productielijnen opgezet:

• Samen met het Franse Loiretech wordt gewerkt aan de productie van mallen voor de ruimtevaartindustrie.
• Met het Nederlandse MX3D wordt nieuwe structurele ondersteuning en stalen verbindingsstukken voor geoptimaliseerde structuren ontwikkeld.
• In samenwerking met het Zweedse GKN worden titanium behuizingen voor motoren ontwikkeld.
• Met AccelorMital wordt samenwerkt aan de productie, functionalisering en reconstructie van grote onderdelen voor de staalbewerking.
• Met het Sloveense Corda wordt tooling ontwikkeld voor de automotive industrie. 

Onvoorspelbare defecten

“Productiekosten en de aanwezigheid van op dit moment nog onvoorspelbare defecten in metalen producten en onderdelen die worden geproduceerd met additieve productie, beperkt de breedschalige omarming en inzet door de industrie. De potentie van 3D-printing in de maakindustrie is dan ook nog niet gerealiseerd”, meldt de Universiteit van Sheffield in een persbericht.

“Om dit te adresseren ontwikkelen de leden van het consortium een strategie van continue en integrale optimalisaties en beheer van additieve productieprocessen, van productontwerp tot uiteindelijke verificatie. Dit maakt de implementatie van nieuwe productieraamwerken mogelijk, die sneller zijn en geen defecten opleveren. Het project zoekt ook naar oplossingen om huidige industriële pilotproductielijnen te optimaliseren met behulp van datawetenschap en kunstmatige intelligentie.”

Meer informatie over INTEGRADDE is te vinden op de website van het project. 

Auteur: Wouter Hoeffnagel
Bron: INTEGRADDE