Algemeen
Fraunhofer IPT ED2C voor aandrijfassen 2
Onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT) hebben een additief proces ontwikkeld voor oppervlaktebewerkingen aan assen. (foto's: Fraunhofer IPT)

Als overbrengers van kracht en koppel zijn aandrijfassen onopvallende maar onmisbare onvervangbare componenten van auto’s, vliegtuigen, schepen, windturbines, et cetera. Een team van het Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT) in Aken heeft een additief proces ontwikkeld voor de oppervlaktebewerkingen aan assen.

Het ‘Express Wire Coil Cladding proces (afgekort EW2C) biedt een duurzaam en economisch alternatief voor veelvoorkomende verspanende processen bij het bewerken van assen, zoals draaien. Het gaat om een op draad gebaseerd additief fabricageproces waarbij een component of structuur wordt opgebouwd met een laser door metalen materialen in lagen met elkaar te verbinden.

Productie complexe assen economischer

Maar in tegenstelling tot klassiek laserdepositielassen wordt het materiaal niet continu als draad aangevoerd. In plaats daarvan wordt de draad in de vorm van spiralen op de gewenste punten op de as gedrukt en daar gelast met een krachtige laser.

Omdat de draadspiralen onder spanning op de as worden geplaatst, kunnen ze niet wegglijden tijdens het laserproces. Het idee van de onderzoekers was niet alleen om de productie van assen cosmetisch te veranderen. Ze wilden een krachtig proces ontwikkelen dat de productie van complexe assen economischer en duurzamer zou maken.

Lagen op aandrijfassen

De onderzoeken die de afgelopen maanden zijn uitgevoerd, geven de Fraunhofer-wetenschappers vertrouwen. De spanning van de gewikkelde draad verbetert de processtabiliteit met een factor tien in vergelijking met conventioneel draadgebaseerd laserdepositielassen. Dit komt omdat ongewenste bewegingen van de draad tijdens het lasproces worden voorkomen.

De onderzoekers konden ook aantonen dat het EW2C-proces geschikt is voor het aanbrengen van dikke lagen: in een enkele laag konden ze, afhankelijk van de draaddikte, tussen de 0,5 en 2 millimeter materiaal aanbrengen.

Verschillende materiaalcombinaties mogelijk

Ze ontdekten dat hun proces gelijke tred kan houden met de cyclustijden bij het draaien. In de testreeks duurde het lassen van een 25 mm hoge Inconel 718 spiraal met een draaddiameter van 1,2 mm op een stalen as met een buitendiameter van 35 mm iets minder dan zestig seconden.

Door de stappen te herhalen konden meerdere millimeters materiaal snel worden aangebracht. Zelfs verschillende materiaalcombinaties zijn mogelijk, zodat naast de constructie van geometrieën ook een technische functionaliteit van het componentoppervlak kan worden bereikt.

Fraunhofer IPT ED2C voor aandrijfassen 1
De drie stappen van het EW2C-proces: voorpositionering, lassen en nabewerking.

Verdere ontwikkeling

Om de processnelheid verder te verhogen, experimenteren de onderzoekers met het vergroten van de brandpuntsgeometrie en zo meerdere spiraalvormige spiralen tegelijk te bestralen en te smelten.

Bovendien kunnen door het combineren van verschillende spiraallengten en andere draadmaterialen in de toekomst complexe volume-elementen op assen worden toegepast. Daartoe testen de onderzoekers de geschiktheid van de methode voor zowel massieve assen als dunwandige holle assen en buizen.

Kunstmatige intelligentie

Met geïntegreerde sensoren in de bestaande machineomgeving bij de Fraunhofer IPT worden ook verschillende gegevens tijdens het proces geregistreerd en verwerkt met behulp van benaderingen uit de kunstmatige intelligentie. De verwerkte gegevens moeten de basis vormen voor het modelleren en actief reguleren van het EW2C-proces voor verschillende materialen en procesparameters.

Concepten zoals EW2C kunnen innovatie-impulsen teweegbrengen in industrieën die zich in de loop van decennia weliswaar hebben ontwikkeld, maar niet revolutionair. Additive manufacturing biedt grote mogelijkheden, vooral in de metaalsector. Volgens de onderzoekers is de industrie nog maar net begonnen deze weg te bewandelen.

  • Turck hellingsensoren

    Turck introduceert dynamische hellingsensoren

    De gecombineerde MEMS- en gyroscooptechnologie in de hellingsensoren van Turck zorgen voor betrouwbare meetresultaten. (Foto: Turck) In zijn nieuwe generatie hellingsensoren heeft Turck het versnellingsmeetproces (MEMS) gecombineerd met gyroscooptechnologie zodat schokken en trillingen veel effectiever kunnen worden onderdrukt dan met conventionele signaalfilters. De enkelvoudige en… Lees verder →

  • Murrelektronik xtremeDB 2

    Decentrale installatieoplossing voor mobiele machines

    xtremeDB van Murrelektronik is een modulair systeem voor elektrische installaties in mobiele machines. (foto's: Murrelektronik) Met xtremeDB introduceert Murrelektronik een nieuw modulair systeem voor de installatietechniek binnen mobiele machines, zoals oogstmachines, strooiwagens, brandweerauto’s of asfalteermachines. Dankzij deze moderne installatieoplossing en kunnen de uitdagingen in IO-installaties… Lees verder →

  • Lenze simulatie 1

    Van simulatie tot virtuele inbedrijfstelling

    Lenze heeft enkele hiaten opgevuld tussen de digitale engineeringsmogelijkheden bij het ontwerp, de ontwikkeling en de productie van machines en installaties. (Foto's: Lenze) Industrie 4.0 is nauw verbonden met de digitale tweeling. Maar de mate van standaardisatie van de afzonderlijke ontwikkelingstools momenteel is nog laag.… Lees verder →

  • Artificial Intelligence in Onderhoud

    Woensdag 19 mei 10.00 – 10.45 uur Het verbinden van machines met de cloud is een eerste stap in het inzichtelijk maken van big data. U bepaalt echter de waarde ervan. Machine Learning-algoritmen identificeren anomalieën binnen de enorme hoeveelheden gegenereerde gegevens. Door Machine Learning te… Lees verder →

  • Parker instrumentatiecatalogus

    Parker presenteert nieuwe instrumentatiecatalogus

    Parker heeft een nieuwe catalogus voor zijn uitgebreide programma instrumentatie uitgebracht. (foto: Parker) Met de meest recente uitvoering van de H-serie focust Parker op veiligheid, betrouwbaarheid, efficiënt gebruik en verminderde lekkage. Dit alles wordt gecombineerd met de opgebouwde expertise op het gebied van corrosiebestendige legeringen.… Lees verder →

  • Lovato frequentieregelaars

    Nieuwe compacte Lovato frequentieregelaars

    De nieuwe VT1-frequentieregelaars zijn verkrijgbaar in vermogens van 0,2 kW tot 2,2 kW. (foto: Lovato Electric) De eenvoudige, compacte en veelzijdige VT1-frequentieregelaars van Lovato Electric zijn een oplossing voor talloze industriële en service toepassingen. Ze zijn ontworpen om driefase motoren aan te sturen, bijvoorbeeld pompen,… Lees verder →

  • Baumüller Sesto mobiele robot

    Baumüller breidt programma uit met mobiele robots

    Baumüller breidt zijn productassortiment voor gedigitaliseerde productie uit met autonome mobiele robots. (foto: Baumüller) Baumüller kondigt een samenwerking aan met Sesto Robotics in Singapore. Het bedrijf uit Neurenberg versterkt daarmee zijn systeem en oplossingsactiviteiten via Baumüller Anlagen-Systemtechnik uit met autonome mobiele robots (AMR’s) voor de… Lees verder →

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven