Pagina 34 van: Aandrijftechniek – nummer 3 – 2019
AANDRIJFTECHNIEK | april 201934
Samen met het Ifas in Aken heeft Liebherr-Aerospace onder-
zoek gedaan naar de invloed van de oppervlakteruwheid op het
drukverlies. Op zich is dat groot als je puur naar de ruwheid kijkt.
Een buis met een gladde binnenkant levert 38 procent minder
drukverlies op dan een 3D geprinte buis met een ruwheid van
6 tot 10 µm, de maximale kwaliteit die momenteel haalbaar is.
Neem je echter de nieuwe designmogelijkheden mee, dan wint
3D metaalprinten het nadrukkelijk van het manifold dat gefreesd
en geboord is. De vloeiende radii leveren uiteindelijk een 40 pro-
cent geringer drukverlies op, ondanks het ruwe oppervlak. Daar
komt nog bij dat er in de gebruiksfase van het manifold lekkages
zijn uitgesloten. “Het is een voordeel dat we een voor stroming
geoptimaliseerd kanaal kunnen printen.”
Samen met 3D-printerfabrikant EOS heeft Liebherr-Aerospace
een studiemodel ontwikkeld waarin men in feite eerst de opti-
male vloeistofstromen heeft getekend en daaromheen het mate-
riaal heeft aangebracht. Dit is eigenlijk de ultieme werkwijze voor
het ontwerpen van additive geproduceerde hydrauliekcomponen-
ten. AM biedt immers veel meer vormvrijheid van mechanische
bewerkingen, alhoewel Glötter vindt dat de geometrische vrij-
heid niet helemaal onbegrensd is. Ontwerp je de hydraulische
installatie op deze manier, dan zijn de gewichtsbesparing en het
geringere drukverlies nog groter dan bij het teststuk dat voor de
A380 is gebouwd.
Model voorspelt drukverlies
De luchtvaarttoeleverancier heeft ondertussen een numeriek
model ontwikkeld om bij nieuwe manifolds vooraf het drukverlies
te kunnen voorspellen en daarvoor het design te optimaliseren.
Dit simulatiemodel is gevalideerd aan de hand van een teststuk.
“De meting leverde hetzelfde resultaat als de simulatie,” bevestigt
Glötter. Het bedrijf heeft daarnaast een technologie ontwikkeld
om het ruwe oppervlak intern in de manifolds gladder te maken.
komen klasse 2 componenten met een lage fatigue factor aan
de beurt, dan klasse 1 en 2 met kritische componenten waarbij
vermoeiingsfalen absoluut voorkomen moet worden. De allerlaat-
ste stap is het 3D printen van complete hydraulische systemen
tot en met multifunctionele systemen. Hierin worden functies
maximaal geïntegreerd om compacter te bouwen en gewicht
te besparen.
Betere doorstroming manifolds
De voordelen van additive manufacturing als techniek om
manifolds te produceren, zijn namelijk groot. Vooral wat betreft
drukverlies. Philipp Glötter: “Ondanks het ruwe oppervlak van de
AM-ventielblokken kunnen we het drukverlies met 40 procent
beperken doordat de doorstroming verbetert. Daardoor kunnen
we de hydraulische installaties kleiner maken, met minder ver-
mogen. En in de luchtvaartindustrie wordt elke kilo gewichts-
besparing goud.”
Met deze Airbus A380
spoiler actuator had
Liebherr-Aerospace in
2017 de wereldprimeur.
Voor het eerst vloog een
passagiersvliegtuig met
een 3D geprint manifold
voor een hydraulische
installatie (FOTO: LIEBHERR
AEROSPACE)
Het ventielblok uit de A380 is geprint van titanium, weegt 35 procent minder dan traditionele blokken en zorgt voor minder drukverlies
(FOTO: EOS)
32-33-34-35_liebherrvliegtuig3dprinting.indd 34 09-04-19 08:38