Pagina 29 van: Aandrijftechniek – nummer 3 – 2022
29
>
B
ij Cummins is dit het eerste onderdeel voor serie-
productie dat met de binder jetting technologie
zal worden gemaakt. De weg die Cummins heeft
afgelegd, illustreert waarom de doorbraak van
3D-metaalprinten in industriële toepassingen
niet zonder slag of stoot plaatsvindt. In april 2019 kondigde
het Amerikaanse bedrijf aan te gaan investeren in de binder
jetting technologie van GE Additive. De aankoop van de eerste
H2 printer van GE Additive, nog in ontwikkeling, werd gezien als
onderdeel van de hele Industrie 4.0 strategie van de motoren-
fabrikant. “Automatisering, cloud computing en datagestuurde
technologie die sommigen de vierde industriële revolutie
noemen”, zo omschreef Tim Millwood, Vice President Global
Manufacturing, de investering twee jaar geleden.
Productie gestart
Inmiddels heeft Cummins de eerste productiedelen klaar.
Deze zijn afgelopen jaar gevalideerd. Het gaat om een onderdeel
van de Cummins Emission Solutions (CES) dat in motoren met
hoog vermogen wordt gebruikt. Het onderdeel is een kritieke
emissiecomponent die dieseluitlaatvloeistof vernevelt en in
uitlaatgassen injecteert om de hoeveelheid stikstofoxyden
(NOx) te verminderen. Door het onderdeel te 3D-printen, hebben
de design engineers het ontwerp kunnen aanpassen en opti-
maliseren. De geometrie voor de vloeistof- en luchtstroming
is hierdoor verbeterd. Ook is het onderdeel minder complex
geworden om te produceren. Cummins kreeg eind vorig jaar
de definitieve goedkeuring van het onderdeel en is inmiddels
met de productie gestart.
Bredere inzet AM-technieken
Tim Millwood zegt dat Cummins op de drempel staat van
een bredere inzet van de binder jetting technologie. “We staan
op het punt gebruik te kunnen maken van een breed scala aan
additieve technologieën om de onderdelen te printen die we
nodig hebben, met de juiste technologie en tegen lagere kosten
en hogere snelheden.” Binder jetting technologie is, afhankelijk
van het onderdeel, zo’n 60 tot 100 keer sneller dan lasergeba-
seerde AM-systemen. Hierdoor is de technologie geschikt voor
volumeproductie, zoals het onderdeel van de Cummins motor.
Al meer dan 350 onderdelen geprint
De motorenfabrikant beschikt over twee H2 binder jet-
ting printsystemen van GE Additive. Een machine staat in het
Additive Manufacturing Lab in Columbus (Indiana), de tweede
staat bij GE Additive in Cincinnati. De twee bedrijven werken
nauw samen aan de ontwikkeling van de derde generatie
binder jetting 3D-metaalprinters. Cummins gebruikt behalve
de H2 machines ook de Concept Laser M2 metaalprinter van GE
Additive, een klassieke laserpoederbed machine. Het heeft drie
van deze machines in gebruik. Daarnaast gebruikt de motoren-
fabrikant zandprinters voor het 3D-printen van gietkernen. Sinds
in 2019 de eerste metaal geprinte onderdelen zijn goedgekeurd,
heeft Cummins inmiddels 20 onderdelennummers gevalideerd
en al bijna 350 onderdelen geproduceerd voor eindtoepassingen.
Ge-3D-printe verstuivers
Een andere dieselmotorfabrikant die met Additieve
Manufacturing aan het testen is, is MAN Energy Solutions.
Het 3D-printen van brandstofinjectoren voor scheepsmotoren
kan de scheepvaart milieuvriendelijker maken. Door het design
van de verstuivers aan te passen, verbetert de verbranding.
Eerste testen wijzen er bovendien op dat de NOx emissie kan
afnemen. Thomas Dahmen van de DTU Mechanical Engineering
(TU-Denemarken) heeft in een gezamenlijk project van de uni-
versiteit en MAN Energy Solutions onderzoek gedaan naar de
mogelijke voordelen van additive manufacturing van de verstui-
vers op milieugebied. Hiervoor deed hij een Quality Deployment
Function analyse; dit is een analysemodel dat inzicht geeft
in de waarde die 3D-printen voor een product als geheel kan
Binder jetting
technologie is,
afhankelijk van het
onderdeel, zo’n 60
tot 100 keer sneller
dan lasergebaseerde
AM-systemen.
TEKST / Franc Coenen
FOTO’S / GE Additive/ Cummins
28-29-30_cummins3dprint.indd 29 22-04-2022 15:45