Algemeen

Betere onderdelen door 3D metaal printen

TU Kaiserslautern 3D metaal printen
Prof.dr. Roman Teutsch met een via 3D printen vervaardigd onderdeel voor een mobiel werktuig (foto: TU Kaiserslautern/Thomas Koziel)

Hoe kunnen onderdelen voor bedrijfsvoertuigen zodanig worden vormgegeven, dat ze zo licht mogelijk zijn en zo lang mogelijk meegaan? Hoe is het comfort voor de machinist te verbeteren om het werk op kranen of graafmachines te vergemakkelijken? Sinds kort leidt Prof.Dr. Roman Teutsch de nieuwe Lehrstuhl für Konstruktion in Maschinenbau und Fahrzeugtechnik aan de Technische Universität Kaiserslautern (TUK). Zijn team maakt onder meer gebruik van 3D metaal printen om nieuwe complexe onderdelen uit één stuk te produceren.

Steeds meer ondernemingen maken bij hun productie gebruik van 3D printers. Dat gaat vanaf volledig functionele prototype-onderdelen voor de vroege ontwikkelingsfase via reservedelen tot en met ultralichte componenten voor de formule 1 –In 2015 werd de wereldwijde omzet in zulke producten al op circa 1,9 miljard euro geschat. Volgens een studie van PwC Strategy& zal dat tot 2030 meer dan vertienvoudigen tot 22,5 miljard euro.

3D metaal printen

Op de campus in Kaiserslautern wordt de techniek gebruikt om onderdelen te ontwikkelen voor mobiele werktuigen zoals vrachtauto’s, graafmachines en heftrucks. De methode biedt hun de mogelijkheid onderdelen zodanig vorm te geven, dat zij zowel een lange levensduur hebben en tegelijkertijd lichter zijn. Vooral voor de automobielindustrie zijn dergelijke methoden interessant, aldus Teutsch. “Veel onderdelen die in veiligheidsgerelateerde delen van een voertuig worden gebruikt, moeten aan strenge eisen voldoen. Ze moeten bijvoorbeeld langer meegaan dan het voertuig zelf.”

De door zijn team gebruikte 3D-printer heeft een relatief groot bereik (275 mm x 275 mm x 420 mm). “Daarmee kunnen ook grotere onderdelen voor mobiele werktuigen uit één stuk worden gemaakt. De printer stelt ons in staat onderdelen met een grote complexiteit te produceren, bijvoorbeeld met filigrane roosterstructuren.

Ook maakt de techniek het ons mogelijk bij de constructie eenvoudig verbeteringen door te voeren, bijvoorbeeld om gewicht te besparen of structuren te maken die zijn aangepast aan de belasting”, aldus Teutsch, die zich bij Daimler-Benz vele jaren heeft bezig gehouden met het verbeteren van het rendement van vrachtwagens.

Natuur als voorbeeld

De onderzoekers aan de nieuwe leerstoel nemen daarbij ook een voorbeeld naar de natuur, bijvoorbeeld bij overgangen van vorken of doorvoeren, die in veel planten een dragende structuur vormen. Dergelijke bionische vormen zijn dankzij de huidige techniek veel eenvoudiger te produceren. Ze zijn heel interessant voor het onderzoek omdat om deze manier efficiëntere onderdelen kunnen worden gemaakt. Bovendien is 3D metaal printen geschikt voor de productie van vervangingsdelen, bijvoorbeeld wanneer de werktuigen voor het oorspronkelijke onderdelen zijn versleten.

Een ander onderzoeksgebied waarmee prof. Teutsch zich in de toekomst dieper wil bezig houden, is het comfort van de chauffeur of machinist. “Werktuigmachines zijn werkplekken. Er zijn veel wettelijke grenswaarden voor de lichamelijke belastingen in dit soort voertuigen.

In een laadschop kunnen bovendien grote schokken optreden die het spierstelsel op de duur vermoeien en tot spanningen kunnen leiden. Hiervoor willen wij nieuwe, ook actieve systemen ontwikkelen die de machinist meer comfort bieden en door doelgerichte automatisering de arbeidsprocessen verder ontlasten. Door de hogere automatiseringsgraad en een continue terugmelding van de machinist naar zijn rijgedrag kan ook het energie- en brandstofverbruik duidelijk worden verbeterd”, aldus Teutsch.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven