Algemeen
3D-printer
De tonnen zware stalen behuizingen van tandwielkasten voor de scheepvaart worden tot nu toe gegoten. In de toekomst moeten ze met behulp van een grote 3D-printer worden vervaardigd. (foto: Reintjes)

Onderdelen voor behuizingen voor scheepsvoortstuwing komen in de toekomst uit de 3D-printer in plaats van uit de gieterij. Onderzoeksinstituten en bedrijven in Nedersaksen ontwikkelen gezamenlijk een 3D-printer die stalen onderdelen van enkele tonnen kan produceren. In vergelijking met gieten bespaart 3D-printen middelen: de onderzoekers gaan ervan uit dat aanzienlijk minder materiaal nodig is.

De tandwielkasten voor de voortstuwing van grote schepen zijn unieke systemen. Het gieten van de behuizingsdelen vereist speciaal gemaakte gietvormen. Als de onderdelen additief worden vervaardigd, dat wil zeggen gedrukt in plaats van gegoten, zijn die afzonderlijke vormen niet nodig.

Ook het gewicht van de afzonderlijke onderdelen kan worden verminderd, omdat bij printen andere constructies mogelijk zijn dan bij gieten. Er kunnen bijvoorbeeld holtes of honingraatstructuren worden toegepast. Een stalen behuizing voor een tandwielkast via 3D-printen hoeven daarom niet meer dan 10 ton te wegen; als ze wordt gegoten halen ze een gewicht van 13 ton.

3D-printer

Er is een grote gietmachine nodig om tonnen zware onderdelen voor tandwielkasten te vervaardigen. Het inwendige van de 3D-printer die de onderzoeksinstellingen en bedrijven uit Nedersaksen samen willen ontwikkelen, is 6 m lang, 3 m breed en 1,5 m hoog. Dit maakt de printer bijna net zo groot als een vrachtcontainer.

Bij het printen van de stalen onderdelen voor de tandwielkast vertrouwen de onderzoekers van Laser Zentrum Hannover (LZH) op lasergestuurd booglassen. In dit additieve productieproces wordt staaldraad laag voor laag aan elkaar gesmolten en aan elkaar gelast. Het doel van het onderzoek is om tot 5kg/u staal toe te passen.

Om de kwaliteit van de componenten te waarborgen, ontwikkelen de ingenieurs van het Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) een inline meettechnologie. Hierdoor kunnen tijdens het afdrukken fouten worden herkend en gecorrigeerd. Hiervoor wordt het printproces continu bewaakt; indien nodig worden printparameters tijdens het proces automatisch aangepast. Als bijvoorbeeld in één stap te veel materiaal is aangebracht, kan er in de volgende stap minder worden toegepast of vice versa.

Omdat een deel van het materiaal nog steeds heet is tijdens het printen en een deel al is afgekoeld, kan krimp van het materiaal leiden tot kromtrekken tijdens het koelen. Dit is een hindernis die de projectpartners nog willen overwinnen.

Projectpartners

Behalve het IPH zijn vier andere bedrijven en instituten bij het onderzoeksproject betrokken. De leiding van het project is in handen van Reintjes in Hameln, fabrikant van tandwielkasten voor de scheepvaart. Het bedrijf wil in de toekomst 3D-printen gebruiken bij de productie van grote producten. Eilhauer Maschinenbau in Langenhagen (bij Hannover) neemt de constructie van de XXL 3D-printer voor zijn rekening. Het Laser Zentrum Hannover werkt aan lasergestuurd booglassen. Tewiss Technik und Wissen in Garbsen (bij Hannover) is verantwoordelijk voor de constructie en besturing van de printkop.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven